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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Simulação numérica de escoamentos com troca de calor no interior de tubos com nervuras periódicas
Other Titles: Numerical Simulation of Flow with Heat Transfer in Periodic Rib Roughened Tubes
metadata.dc.creator: Ortiz, Carlos Enrique Pico
metadata.dc.contributor.advisor1: Mendoza, Oscar Saul Hernandez
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Silveira Neto, Aristeu da
metadata.dc.contributor.referee1: Ribeiro, Carlos Roberto
metadata.dc.contributor.referee2: Mansur, Sergio Said
metadata.dc.contributor.referee3: Mendes, Nathan
metadata.dc.description.resumo: Com o objetivo de desenvolver uma ferramenta computacional que permita a otimização termodinâmica de trocadores de calor, foi implementado um código computacional para resolver as equações de Navier-Stokes num domínio axissimétrico, usando o método dos volumes finitos e diferenças centradas, com esquema temporal explícito de Runge Kutta e acoplamento pressão-velocidade do tipo passo fracionário. Neste trabalho são apresentados resultados da simulação numérica de escoamentos completamente desenvolvidos e com troca de calor, em um tubo de seção circular com nervuras ou obstáculos periodicamente espaçados na direção do escoamento. As simulações foram feitas em dois regimes, laminar e turbulento, fora da região completamente rugosa, e para quatro geometrias diferentes. Nos casos com números de Reynolds mais elevados, foi empregado o modelo de turbulência sub-malha de Smagorinsky com função de amortecimento, para incluir os efeitos das escalas quase bidimensionais não-resolvidas. Em ambos os casos, as variáveis primitivas foram decompostas para empregar condições de contorno periódicas na direção do escoamento e de não-escorregamento nas paredes. Os resultados obtidos em regime laminar são satisfatórios e, em regime turbulento, mostram a deficiência do modelo sub-malha de Smagorinsky, quando aplicado em domínios bidimensionais.
Abstract: With the aim of develop a computational tool for thermodynamic optimization of heat exchangers, a computational code was implemented to solve the Navier-Stokes equations in an axisymmetric domain using the finite volume method and central differencing with Runge-Kutta explicit temporal advance and pressure-velocity coupling of fractional step type. This work presents results of the numeric simulation of the fully developed flow with heat transfer in a tube of circular section with ribs or obstacles, periodically spaced in the flow direction. The simulations were carried out in two regimes, laminar and turbulent, out of the completely rough region, and in four different geometries. In the cases with the high Reynolds number, the Smagorinsky subgrid model with damping function was used to include the effects of the quasi-two-dimensional scales not solved. In both cases, the primitive variables were decomposed to use periodic boundary conditions in the flow direction and non-slip boundary conditions in the walls. The results obtained in laminar regime are satisfactory. In the turbulent regime the results show the deficiency of the Smagorinsky subgrid model, when it is applied in two-dimensional domains.
Keywords: Convecção forçada
Modelo sub-malha
Forced convection
Finite volume method
Subgrid model
Método dos volumes finitos
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Citation: ORTIZ, Carlos Enrique Pico. Numerical Simulation of Flow with Heat Transfer in Periodic Rib Roughened Tubes. 2002. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2002.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14836
Issue Date: 25-Jan-2002
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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