Um estudo teórico da transferência de calor em fluídos confinados em regiões cilíndricas

Abstract

Esse trabalho mostra modelos teóricos com soluções numéricas para o comportamento térmico de um armazenador de calor sensível usando água como fluído de trabalho. Um modelo bidimensional baseado nas equações de conservação de massa, conservação da quantidade de movimento e conservação de energia é usado para simular o fenômeno da estratificação. Para a solução numérica foi utilizado o método de diferenças finitas. Foi analisada a degradação da estratificação na condição de resfriamento natural com tanque estacionário, e alguns parâmetros que influenciam os processos de carregamento e descarregamento também foram simulados pela solução numérica. Em uma comparação feita entre um armazenador estratificado e uma armazenador homogêneo, mostrou-se que a eficiência do armazenador estratificado é maior. A razão de aspecto igual a quatro foi a melhor encontrada para a operação de extração. O estudo da velocidade, nas operações de carregamento e descarregamento, mostrou que com o aumento da mesma o tempo de operação diminui, mas este aumento tem um limite para que não ocorra uma diminuição da eficiência.

This work shows theoretical models with solutions for the thermal behavior of a storing one of sensible heat using water as fluid of work. A based bidimensional model in the equations of conservation of the mass, conservation of the amount of movement and conservation of the energy is used to simulate the phenomenon of the stratification. For the numerical solution the method of finite differences was used. The degradation of the stratification in the condition of natural cooling with stationary tank was analyzed, and some parameters that also influence the shipment processes and unloading had been simulated by the numerical solution. In storing a storing comparison made between estratificado and a homogeneous one, one revealed that the estratificado efficiency of the storing one is bigger. The reason of equal aspect the four was the best one found for the operation of extration. The study of the speed, in the operations of shipment and unloading, it showed that with the increase of the same o running time it diminishes, but this increase has a limit so that a reduction of the efficiency does not occur.