Simulação de escoamento gás-líquido transiente com mudança de fase

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Bruno Resende, 1991-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640334
Resumo: Orientador: Eugênio Spanó Rosa
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Em seguida, expandiu-se o simulador para abranger escoamentos gás-líquido sem mudança de fase e então finalmente obteve-se o simulador final, capaz de simular escoamentos gás-líquido com mudança de fase. Em todas as etapas, o simulador foi validado contra dados da literatura, de natureza experimental ou numérica. Os casos teste foram selecionados de forma a validar o presente simulador em uma grande variedade de situações, includindo, em diferentes casos: escoamentos puramente verticais, puramente horizontais, com transição de horizontal para vertical, com área variável e com transição de de escoamento monofásico para gás-líquido. Termos difusivos artificiais foram empregados nos três simuladores, a fim de diminuir oscilações espúrias nas redondezas de descontinuidades. O simulador final obtido é baseado no Modelo de Equilíbrio Homogêneo, uma vez que assume-se que as fases estão em equilíbrio termodinâmico, porém, difere-se deste uma vez que o presente simulador assume que as velocidades das fases podem diferir entre si, empregando o modelo de deslizamento para relacioná-las. As principais contribuições deste trabalho incluem: novos termos difusivos artificiais para escoamento bifásico, introdução de deslizamento entre as fases no Modelo de Equilíbrio e obtenção de perfis de variáveis, como fração de vazio, pressão e velocidades, tanto no tempo como no espaçoAbstract: The present work proposes a simulator for transient, one-dimensional gas-liquid flow with phase change, employing a sixth order compact finite differences scheme. Development began on simpler cases, with the complexity of the simulator gradually increasing. Initially, a simulator for ideal gas flow was developed. Following that, the simulator was expanded to account for gas-liquid flow with no phase change and then finally the final simulator was developed, capable of simulating gas-liquid flows with phase change. In all steps, the simulator was validated against cases from the literature, both numerical and experimental. Test cases were selected to validate the present simulator in a wide variety of situations, including, in different simulations: purely vertical flow, purely horizontal flow, transition from horizontal flow to vertical flow, flow with cross-sectional area change and transition from single-phase flow into gas-liquid flow. Artificial diffusivity terms were employed in the three simulators, in order to dampen spurious oscillations near discontinuities. The final simulator obtained is based on the Homogeneous Equilibrium Model (HEM), as it assumes the two phases are in thermodynamic equilibrium, but differs from the HEM in that the two phases may have different velocities, linked to each other via the drift-flux model. The main contributions of this work include: new diffusivity terms for two-phase flow, introducing drift between the two phases in the Equilibrium Model and obtaining profiles for variables, such as void fraction, pressure and velocity, both in time and spaceDoutoradoTérmica e FluídosDoutor em Engenharia MecânicaCAPES88882.435192/2019-01FUNCAMP2017/00450-7[s.n.]Rosa, Eugênio Spanó, 1958-Santos, Rogério Gonçalves dosCastro, Marcelo Souza deNieckele, Angela OurivioPaula, Igor Braga deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASRodrigues, Bruno Resende, 1991-20202020-11-26T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online ( 169 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640334RODRIGUES, Bruno Resende. Simulação de escoamento gás-líquido transiente com mudança de fase . 2020. 1 recurso online ( 169 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640334. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1160994Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-02-15T15:17:39Zoai::1160994Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-02-15T15:17:39Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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