Análise numérica do processo de mudança de fase com PCM em tubos elípticos de trocadores de calor
| Nível educacional (dc.audience.educationLevel) | Graduação | pt_BR |
| Orientador(a) (dc.contributor.advisor) | Oliveski, Rejane de Césaro | |
| Lattes Orientador(a) (dc.contributor.advisorLattes) | http://lattes.cnpq.br/2395367769553765 | pt_BR |
| Autor(a) (dc.contributor.author) | Vieira, Matheus | |
| Curso (dc.curso) | Engenharia Mecânica | pt_BR |
| Data de Disponibilização (dc.date.accessioned) | 2022-06-23T14:49:55Z | |
| dc.date.available (dc.date.available) | 2022-06-23T14:49:55Z | |
| Data da defesa / Data do evento (dc.date.issued) | 2021-06-25 | |
| Abstract (dc.description.abstract) | As Phase Change Materials (PCM) have a high energy storage capacity in relation to their volume, they have a high potential for use in mechanisms to improve energy efficiency. Their thermal energy storage occurs through latent heat during the phase change process. Therefore, they can be widely used in heat exchangers, since the thermal exchange that occurs in this process allows the solidification and/or fusion process of materials depending on their temperature. In this essay, a numerical study of the fusion process of the PCM RT - 82 contained in an elliptical multiple tube heat exchanger is performed. This condition is analyzed by varying the geometric conditions of the tubes, the vertical eccentricity of the tubes in relation to the PCM rings and their orientation. The analysis is conducted by using CFD (Computational Fluid Dynamics) on the FLUENT software. The problem presented is two-dimensional, vertically symmetric and transient. The mathematical model is composed of the equations for the conservation of mass, energy and momentum. The numerical model is validated with experimental and numerical results from the literature. The results for total melting time, liquid fraction as well as liquid fraction and velocity fields are presented. The results show that among the geometric variations carried out in the study, the factor that most influences the reduction of the total melting time of the PCM is the tube eccentricity. | en |
| Resumo (dc.description.resumo) | Materiais de mudança de fase (PCM – Phase Change Materials), por possuírem alta capacidade de armazenamento de energia em relação ao seu volume, possuem alto potencial para uso em mecanismos de melhoria de eficiência energética. Seu armazenamento de energia térmica ocorre através do calor latente durante o processo de mudança de fase. Portanto, podem ser amplamente utilizados em trocadores de calor, visto que a troca térmica que ocorre nesses sistemas permite o processo de solidificação e/ou fusão de materiais a depender de sua temperatura. Neste trabalho é realizado um estudo numérico do processo de fusão do PCM RT – 82 contido em um trocador de calor de múltiplos tubos elípticos. Esta condição é analisada variando se as condições geométricas dos tubos, a excentricidade vertical dos tubos em relação aos anéis de PCM e sua orientação. A análise é conduzida através de CFD (fluidodinâmica computacional) através do software FLUENT. O problema apresentado é bidimensional, verticalmente simétrico e transiente. O modelo matemático compõe-se das equações de conservação de massa, de energia e de quantidade de movimento. O modelo numérico é validado com resultados experimentais e numéricos da literatura. São apresentados resultados de tempo total de fusão, fração de líquido bem como os campos de fração de líquido e de velocidade. Os resultados mostram que dentre as variações geométricas realizadas no estudo, o fator que mais influencia na redução do tempo total de fusão do PCM é a excentricidade dos tubos. | pt_BR |
| URI (dc.identifier.uri) | http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/11718 | |
| Nome da instituição (dc.publisher) | Universidade do Vale do Rio dos Sinos | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Materiais de mudança de fase (PCM) | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Armazenamento de energia | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Fusão | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Fluidodinâmica computacional | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Phase Change Materials (PCM) | en |
| Assunto (dc.subject) | Energy storage | en |
| Assunto (dc.subject) | Fusion. | en |
| Assunto (dc.subject) | Computational Fluid Dynamics | en |
| Título (dc.title) | Análise numérica do processo de mudança de fase com PCM em tubos elípticos de trocadores de calor | pt_BR |
| Tipo de arquivo (dc.type) | TCC | pt_BR |
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