Fenômenos de transporte em um gás rarefeito em rotação com evaporação e condensação nas superfícies

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cumin, Liliana Madalena Gramani
Data de Publicação: 2000
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/41519
Resumo: Orientador: Gilberto Medeiros Kremer
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spelling Charipov, Felix, 1959-Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em FísicaKremer, Gilberto Medeiros, 1949-Cumin, Liliana Madalena Gramani2024-03-21T13:48:04Z2024-03-21T13:48:04Z2000https://hdl.handle.net/1884/41519Orientador: Gilberto Medeiros KremerCoorientador: Felix SharipovTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em FísicaResumo: Os fenômenos de transporte em sistemas em rotação contendo gases rarefeitos sofrendo evaporação e condensação nas suas superfícies são investigados com base nas equações cinética e hidrodinâmica. 0 problema analisado consiste em considerar um gás confinado entre dois cilindros coaxiais que podem girar. Dois casos foram investigados: (i) no primeiro caso os cilindros estão a uma mesma temperatura e giram com uma mesma velocidade mas o estado de equilíbrio do sistema é fracamente perturbado por um desvio de densidade das partículas evaporadas do cilindro interior; (ii) no segundo caso os cilindros estão a diferentes temperaturas e velocidades. A equação cinética adotada ao primeiro caso foi o modelo de Bhatnagar, Gross e Krook (modelo BGK) enquanto que para o segundo caso foi o modelo de Shakov (modelo "S" ). As equações cinéticas foram resolvidas numericamente utizando-se o método das velocidades discretas onde a descontinuidade da função de distribuição foi levada em consideração. As relações de reciprocidade de Onsager-Casimir para os coeficientes dos efeitos cruzados, calculados a partir da equação cinética, foram verificados. As equações hidrodinâmicas para um gás viscoso condutor de calor, foram obtidas das equações de balanço de massa, momento e energia. Estas equações foram resolvidas analiticamente para condições de contorno apropriadas. Os campos da densidade, da velocidade, da temperatura, do vetor fluxo de calor e do tensor tensão são apresentados para uma grande variação do número de Knudsen e da velocidade angular. As soluções hidrodinâmica e cinética foram comparadas para diferentes valores da velocidade angular. A análise da influência da rotação no fluxo entre os cilindros foi analisada.Abstract: Transport phenomena in rotating rarefied gases that undergo evaporation and condensation on their surfaces are investigated on the basis of the kinetic and hydrodynamical equations. The problem analyzed concerns a gas between two coaxial cylinders which may be rotate. Two cases are investigated: (i) in the first case the cylinders have the same temperature and velocities but the equilibrium is perturbed by a small deviation of density of evaporated particles on the inner cylinder; (ii) in the second case the cylinder have different temperatures and velocities. The kinetic equation adopted for the first case is the Bhatnagar, Gross and Krook model (BGK model), while that for the second case the Shakov model ("S" model) is applied. The kinetic equations have been solved numerically by the discrete velocity method where the discontinuity of the distribution function has been taken into account. The Onsager-Casimir reciprocity relations for the coefficients of cross-effects, calculated from the kinetic equation, have been verified. The hydrodynamical equations have been obtained from the balance equations of mass, momentum and energy of a viscous heat conducting gas. The hydrodynamical equations with appropriated boundary conditions have been solved analytically. The fields of density, velocity, temperature, heat flux vector and stress tensor are presented for wide ranges of the Knudsen number and angular velocity. The hydrodynamical and kinetic solutions have been compared for different values of the angular velocity. An analysis of the influence of the cylinders rotation on the flow field is given.110 f. ; 30 cm.application/pdfDisponível em formato digitalTeoria do transporteDinamica dos gases rarefeitosFísicaFenômenos de transporte em um gás rarefeito em rotação com evaporação e condensação nas superfíciesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessTEXTT - LILIANA MADALENA GRAMANI CUMIN.pdf.txtExtracted Texttext/plain224392https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/41519/1/T%20-%20LILIANA%20MADALENA%20GRAMANI%20CUMIN.pdf.txt92ec49043b95c8de234a2a5712a23360MD51open accessORIGINALT - LILIANA MADALENA GRAMANI CUMIN.pdfapplication/pdf7410384https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/41519/2/T%20-%20LILIANA%20MADALENA%20GRAMANI%20CUMIN.pdf82f66a9dd275722c7150bfc57afaf771MD52open accessTHUMBNAILT - LILIANA MADALENA GRAMANI CUMIN.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1311https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/41519/3/T%20-%20LILIANA%20MADALENA%20GRAMANI%20CUMIN.pdf.jpg743b36eaf556f062ec7dfca17c39aec3MD53open access1884/415192024-03-21 10:48:04.473open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/41519Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-03-21T13:48:04Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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