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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12310| Título: | Modelagem computacional de um reservatório térmico acoplado a um refrigerador doméstico |
| Título(s) alternativo(s): | Computational modeling of a thermal energy storage tank coupled to a household refrigerator |
| Autor(es): | Gerhardt, Felipe Lima Castro |
| Orientador(es): | Salvo, Ricardo de Vasconcelos |
| Palavras-chave: | Reservatórios Calor - Convecção natural Energia - Reaproveitamento Simulação (Computadores) Reservoirs Heat - Convection, Natural Energy - Recycling Computer simulation |
| Data do documento: | 4-Dez-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | GERHARDT, Felipe Lima Castro. Modelagem computacional de um reservatório térmico acoplado a um refrigerador doméstico. 2019. 76 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019. |
| Resumo: | Neste trabalho, foram realizadas simulações numéricas bidimensionais do modelo de um reservatório térmico acoplado a um refrigerador doméstico através de um trocador de calor casco tubo. A geometria foi desenvolvida no programa SpaceClaim do ANSYS enquanto a malha não-estruturada foi desenvolvida no programa ANSYS ICEM©, com elementos quadriláteros, e as simulações realizadas no programa ANSYS Fluent©. As condições de contorno são as de não deslizamento e adiabática nas paredes, fluxo e temperatura prescritos no tubo do trocador de calor. Por conta da modelagem, foi proposta uma correção do fluxo de calor. Foi estudado o efeito do coeficiente de expansão térmica na estratificação e desempenho do reservatório e efeito na variação da inclinação do trocador de calor. Optou-se pela utilização da aproximação de Boussinesq para contabilizar a variação na densidade com a temperatura do fluido. A comparação dos dados obtidos numericamente e experimentalmente validaram o modelo. Os parâmetros de desempenho avaliados foram: número de Richardson, número de estratificação e eficiência exergética. |
| Abstract: | In this work, two-dimensional numerical simulation of a thermal energy storage tank coupled to a household refrigerator through a shell and tube heat exchanger studies were performed. The geometry was developed in SpaceClaim from ANSYS, whereas the unstructured quadrilateral mesh was developed in ANSYS ICEM© and the simulation performed in ANSYS Fluent©. The boundary conditions are the non-slip and adiabatic on the walls, prescribed heat flux and temperature on the tube of the heat exchanger. Due to the modeling, a heat flux correction was proposed. Furthermore, the variation of the heat coefficient expansion and heat exchanger inclination effect on the storage tank performance. The Boussinesq approximation is used in order to account for the density variation with the fluid temperature. The numerical results are validated with experimental data. Impacts on the efficiency of the thermal energy storage tank as a result of variations in the inclination of the heat exchanger are also assessed by means of the following parameters: Richardson number, stratification number and exergy efficiency. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12310 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia Mecânica |
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