Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: A solidificação em meios porosos saturados com líquido apresenta muito interesse,sendo muitas as aplicações práticas existentes, por exemplo na industria e agricultura. Este trabalho foi iniciado com o propósito de obter um melhor entendimento do problema e verificar a influência de vários...

Resumo: A solidificação em meios porosos saturados com líquido apresenta muito interesse,sendo muitas as aplicações práticas existentes, por exemplo na industria e agricultura. Este trabalho foi iniciado com o propósito de obter um melhor entendimento do problema e verificar a influência de vários parâmetros associados com o mesmo. Ele foi dividido em duas partes: modelamento e
solução numérica e verificação experimental da validade do modelo e das hipóteses adotadas. Adaptou-se um modelo analítico conhecido, aplicável à uma única substância pura e sob condições de contorno idealizadas, introduzindo-se o conceito de propriedades térmicas efetivas.Os resultados foram comparados com medidas experimentais, mostrando concordância satisfatória. Com o objetivo de analisar situações e condições de contorno reais, o mesmo problema foi formulado e resolvido numericamente, comparando-se os resultados obtidos com as previsões analíticas e com valores experimentais. Foram feitas varias simulações, para condições de contorno de isolamento, convecção e temperatura ambiente variável, empregando-se diferentes materiais sólidos e meios com porosidades variadas. As comparações com os resultados experimentais indicaram boa concordância, exceto quando foram usados
materiais porosos altamente condutores

Abstract: The problem of solidification in porous medium saturated with liquid is very interesting and has many pratical implications in industry, agriculture etc. This study was initiated in order to have better understanding of the problem and verify the influence of the various parameters...

Abstract: The problem of solidification in porous medium saturated with liquid is very interesting and has many pratical implications in industry, agriculture etc. This study was initiated in order to have better understanding of the problem and verify the influence of the various parameters associated with the problem. The study was divided into two parts; modeling and numerical solution of the problem and experimental verification of the validity of the adopted model and the assumptions. In this study an available analytical model for pure and unique substance under idealized boundary conditions was adapted to handle the present problem using the
concept of effective thermal properties. The results were compared with experimental measurements and the agreement was found to be satisfactory. In order to treat real situations under real boundary conditions, the problem was formulated and the resulting equations with different boundary conditions were solved numerically. The obtained results were compared with the analytical predictions and also with experiments. Various simulations were realized including insulated and convective boundary conditions, variable ambiental temperature and different solid materiais with different porosities. Comparison with the experiments indicated
good agreement except for high conducting porous media