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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21020
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Simulação Numérica de Grandes Escalas da Convecção Natural em Cavidades Anulares com Fontes e Sumidouros de Calor |
Alternate title (s): | Numerical Large-Eddy Simulation of Natural Convection in Annular Cavities with Source and Heat Sinks |
Author: | Ferreira, Dálglis Shilton Silva |
First Advisor: | Souza, Francisco José de |
First coorientator: | Padilha, Elie Luis Martínez |
First member of the Committee: | Neto, Aristeu da Silveira |
Second member of the Committee: | Mariano, Felipe Pamplona |
Summary: | Atualmente nas indústrias é notória a presença de problemas envolvendo a dinâmica dos fluidos com transferência de energia térmica. Neste contexto, problemas onde a transferência de energia térmica ocorre sobre cilindros aquecidos merece um destaque especial. No presente trabalho objetivou-se desenvolver uma análise numérica tridimensional sobre o problema de transferência de energia térmica por convecção natural em cilindros concêntricos na presença de pares discretos de fonte-sumidouro de energia térmica, com ênfase no estudo do regime estável-instável do escoamento (fluido de trabalho ar). O código numérico foi desenvolvido em coordenadas cilíndricas, discretizado utilizando a técnica dos volumes finitos e esquemas temporais e espaciais de segunda ordem, onde o acoplamento pressão velocidade é feito através do método do passo fracionado. Através dos campos de velocidades, de temperatura e de vorticidade obtidos, verificou-se como a transferência de energia térmica é afetada pelas primeiras instabilidades no regime instável. Foi possível também, evidenciar a desestabilização do escoamento estudado, não sendo necessário para tal o uso de uma malha fina. Além disso, os dados obtidos apresentaram uma excelente concordância com os resultados experimentais da literatura, sobretudo no regime estável. |
Abstract: | In the current industry, is notorious the presence of problems involving fluid dynamics with heat transfer. In this context, problems where the heat transfer occurs over heated cylinders deserves a special attention. The present work study aimed to develop a three-dimensional numerical analysis of the heat transfer by natural convection in concentric cylinders in the presence of discrete heat source-sink pairs, with emphasis on the study of stable-unstable regime flow (air working fluid). The numerical code was developed in cylindrical coordinates, discretized using the finite volume technique and temporal/ spatial schemes of second order, where the pressure-velocity coupling is done through the fractional step method. Through velocity, temperature and vorticity fields, it was found that the heat transfer is affected by the first instabilities in the unstable regime. It was also possible to verify the destabilization of the flow with a thin mesh. Moreover, the data obtained showed an excellent agreement with the experimental data found in the literature, especially in the stable regime. |
Keywords: | Transferência de Energia Térmica Convecção Natural Cilindros Concêntricos Fonte-Sumidouro Heat Transfer Natural Convection Concentric Cylinders Source-Sink |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
Quote: | Ferreira, Dálglis Shilton Silva. Simulação numérica de grandes escalas da convecção natural em cavidades anulares com fontes e sumidouros de calor - Uberlândia. 2017. 138 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. |
Document identifier: | http://dx.doi.org/10.14393/ufu.ufu.di.2018.48 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21020 |
Date of defense: | 27-Oct-2017 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica |
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