Estudo experimental e numérico da solidificação em torno de um tubo aletado radialmente com e sem promotor de turbulência
Raquel da Cunha Ribeiro da Silva
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP Si38e
[Experimental and numerical study of solidification around a finned tube radially without turbulence promoter]
Campinas, SP : [s.n.], 2010.
86 f. : il.
Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Resumo: O armazenamento de calor na forma de calor latente representa uma alternativa de grande potencial em sistemas intermitentes e de conservação. Uma das geometrias menos exploradas na literatura e no campo de aplicação é a geometria cilíndrica com aletas fixadas radialmente ao longo do tubo. As...
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Resumo: O armazenamento de calor na forma de calor latente representa uma alternativa de grande potencial em sistemas intermitentes e de conservação. Uma das geometrias menos exploradas na literatura e no campo de aplicação é a geometria cilíndrica com aletas fixadas radialmente ao longo do tubo. As aletas neste caso representam dispositivos para aumentar a taxa de transferência de calor e assim a solidificação do PCM. Com o intuito de aumentar ainda mais a taxa de solidificação do PCM, a inserção de um promotor de turbulência ao longo do tubo, provoca maior agitação e turbulência que por sua vez aumenta o coeficiente de troca de calor e assim a taxa de solidificação do PCM. Assim este estudo visa investigar as influências dos parâmetros geométricos e operacionais sobre a velocidade da interface, tempo de solidificação completa e massa total solidificada e conseqüentemente a energia total armazenada. Na investigação experimental foram testados tubos com diversas aletas variando os diâmetros de 40 a 180 mm, várias vazões de fluido secundário e várias temperaturas de operação com e sem promotor de turbulência e com e sem aletas com o objetivo principal de quantificar os efeitos das aletas e promotor de turbulência sobre a taxa de solidificação ou velocidade da interface, tempo de solidificação completa e a massa solidificada total. Um programa numérico foi adaptado para simular o processo de solidificação em torno de tubo horizontal com aletas radiais. As medidas experimentais são usadas para validação do modelo e confirmar a possibilidade de sua utilização na previsão de desempenho desse tipo de arranjo de tubos. As medidas e as previsões numéricas mostram boa concordância estabelecendo assim a validade do modelo proposto
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Abstract: The heat storage in the form of latent heat represents an alternative of great potential in intermittent systems and conservation. One of the geometries less explored in literature and in the field of application is to use a cylindrical geometry with radial fins fixed along the tube. The...
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Abstract: The heat storage in the form of latent heat represents an alternative of great potential in intermittent systems and conservation. One of the geometries less explored in literature and in the field of application is to use a cylindrical geometry with radial fins fixed along the tube. The fins in this case represent devices to increase the rate of heat transfer and thus the solidification of the PCM. In order to further increase the rate of solidification of PCM, the insertion of a promoter of turbulence along the tube, causing further unrest and turmoil, which in turn increases the coefficient of heat exchange and thus the rate of solidification of PCM . So this study aims to investigate the influences of geometric and operational parameters on the interface speed, time to complete solidification and the total mass solidified and therefore the total energy stored. In the experimental investigation were tested with several fins tubes ranging from 40 to 180 mm, number of secondary fluid flow rates and various operating temperatures with and without turbulence promoter and with or without flaps with the main objective to quantify the effect of fins and promoter turbulence on the solidification rate or interface speed, time to complete solidification and total mass solidified. A numerical program was adapted to simulate the process of solidification around horizontal tube with radial vanes. The experimental measurements are used to validate the model and confirm the possibility of its use in forecasting performance of such an arrangement of tubes. Measurements and numerical predictions show good agreement thus establishing the validity of the proposed model
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Estudo experimental e numérico da solidificação em torno de um tubo aletado radialmente com e sem promotor de turbulência
Raquel da Cunha Ribeiro da Silva
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