Modelagem do aquecimento de fluidos com escoamento em tubos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopez Mercado, ELvis Ronald
Data de Publicação: 2000
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1608033
Resumo: Orientador: Jose Roberto Nunhez
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spelling Modelagem do aquecimento de fluidos com escoamento em tubosTubos - Dinâmica dos fluidosCalor - TransmissãoDiferenças finitasSimulação (Computadores)Fluxo laminarEscoamento turbulentoOrientador: Jose Roberto NunhezDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Este estudo propõe a modelagem do escoamento laminar e turbulento com transferência de calor conjugados em tubos de seção cilíndrica. Em vez de usar os métodos convencionais de elementos finitos ou volumes finitos, esta formulação aplica uma técnica diferente que discretiza o fluxo na direção radial usando o método das diferenças finitas de 4_ ordem. Com esta técnica, um sistema composto de várias equações diferenciais ordinárias para a temperatura e outro composto de equações algébricas lineares para as velocidades são obtidas. As equações diferenciais ordinárias são integradas na direção axial utilizando-se o método de Runge - Kutta de 451 ordem. Os valores da viscosidade, massa específica capacidade calorífica e condutividade térmica são funções da temperatura, o qual toma o modelo satisfatório para o cálculo de altos gradientes de temperatura, como no caso dos fomos de refinaria. Para a turbulência, utiliza-se um modelo de ordem zero, no caso do "comprimento de mistura de Prandtl". Como o gradiente da pressão é calculado em cada ponto, a queda de pressão total é obtida através de uma integração ao longo do tubo. Uma característica interessante desta formulação é que para o caso laminar o método é não iterativo, o que o toma mais rápido que os métodos convencionaisAbstract: This study considers the modeling of laminar and turbulent flows with conjugated transference of heat in tubes of cylindrical section. Instead of using the convetional finite element or finite volume methods, this formulation applies a different technique discretizing the flow in the radial direction using a 4th order finite differences method. Using this technique, a system composed of several ordinary differential equations for the temperature and another composed of linear algebraic equations for the velocities are obtained. The equations are integrated in the axial direction using a 4th order Runge Kutta method. The values of viscosity, density, heat capacity and thermal conductivity are dependent on the temperature, which makes the model suitable for the calculation of high temperature gradients, as in the case of refinery fired heaters. The turbulence is taken into account using the "mixing lenght of Prandtl" as a zero order turbulence model. Since the pressure gradient is calculated in each point, the total pressure drop is obtained by integration through out the tube. A very interesting feature of this formulation is that for the study of laminar flow the method is non-iterative, which makes it more desirable and faster than conventional methodsMestradoDesenvolvimento de Processos QuímicosMestre em Engenharia Química[s.n.]Nunhez, José Roberto, 1961-Lona, Liliane Maria FerraresoFurlan, Luiz TadeuUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASLopez Mercado, ELvis Ronald2000info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf96 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1608033LOPEZ MERCADO, ELvis Ronald. Modelagem do aquecimento de fluidos com escoamento em tubos. 2000. 96 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1608033. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/433825porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-05-31T14:12:31Zoai::433825Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-05-31T14:12:31Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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