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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10264| Título: | Simulação numérica do escoamento cruzado em cilindros em tandem dentro de um canal e proposta de correlação para o número de nusselt médio |
| Autor(es): | Ferrari, Marco Aurélio |
| Orientador(es): | Santos, Paulo Henrique Dias dos |
| Palavras-chave: | Análise numérica Escoamento Meios de transferência de calor Numerical analysis Runoff Heat-transfer media |
| Data do documento: | 19-Jun-2015 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | FERRARI, Marco Aurélio. Simulação numérica do escoamento cruzado em cilindros em tandem dentro de um canal e proposta de correlação para o número de nusselt médio. 2015. 87 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015. |
| Resumo: | Coletores solares a vácuo com o passar dos anos têm sido cada vez mais utilizados no aquecimento de água para o uso doméstico. Esses aquecedores são compostos de vários termossifões que absorvem a energia solar e transfere para a água a ser aquecida. A transferência de calor ocorre através do escoamento cruzado da água dentro de um canal ao redor da seção do condensador do termossifão. A determinação para a taxa de transferência de calor é realizada através de uma correlação para o número de Nusselt. Porém para a geometria existente no coletor solar a vácuo não é conhecida uma correlação para o número de Nusselt. Neste trabalho é realizada através de simulação numérica a análise da influência de parâmetros geométricos e do número de Reynolds sobre o número de Nusselt no escoamento cruzado em torno de cilindros em tandem dentro de um canal. Além disso, é analisado o efeito da largura do canal onde ocorre o escoamento, a distância entre os cilindros e o número de cilindros dentro do canal. As equações de transporte e energia são resolvidas através do programa de dinâmica de fluidos computacional ANSYS/FLUENT. O problema é tratado de forma transiente devido à formação de vórtices na região posterior aos cilindros. Os resultados demonstram que: (i) um aumento na distância entre os cilindros causa um aumento no número de Nusselt médio; (ii) um aumento na largura do canal, tem efeito inverso, causando uma diminuição do número de Nusselt médio; (iii) o aumento do número de Reynolds, avaliado entre 80 e 200, ocasiona um aumento do número de Nusselt médio; (iv)o número de Nusselt médio diminui com aumento do número de cilindros contidos dentro do canal, porém a temperatura de saída média aumenta. A partir dos dados numéricos é proposta uma correlação para o número de Nusselt. |
| Abstract: | Evacuated tube collectors over the past years raised your use in domestic water heating applications. These heaters are made from various thermosyphons that collect the solar energy and transfer it to the water. The heat transfer occurs in a cross-flow of water over the thermosyphon condenser sections within a channel. The determination of the heat transfer rate can be done by using a Nusselt number correlation. However for the existing geometry in the evacuated tube collector, a correlation for Nusselt number is unknown. On this work, by numerical simulation, the influence of geometric parameters and the Reynolds number over the average of Nusselt number for the crossflow in tandem cylinder within a channel is done. Besides that, it is investigated the effect of channel width, distance between cylinders, number of cylinders. The transport equations are solved by computation fluid dynamic program ANSYS/FLUENT. The problem is not in steady state due the vortex formation in the back region of immersed bodies. The results showed that: (i) an increase in the distance between cylinders increase the average Nusselt number; (ii) The increase of channel width, has an opposite effect, reducing the Nusselt number instead of increasing;(iii) The increase of Reynolds number, evaluated between 80 and 200, increase the average Nusselt number; (iv) The average Nusselt number decreases with the increase of number of cylinders contained within the channel, but the average temperature in outlet raise. From obtained data, a new correlation for the average Nusselt number is suggested for the geometry investigated. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10264 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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