Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28684| Título: | Estudo numérico da transferência de calor em trocadores de calor casco e tubos |
| Título(s) alternativo(s): | Numerical analysis of heat transfer fin shell and tube heat exchangers |
| Autor(es): | Kozikoski, Renan |
| Orientador(es): | Gomes, Francisco Augusto Aparecido |
| Palavras-chave: | Permutadores térmicos Calor - Transmissão Método dos elementos finitos Fluidodinâmica computacional Heat exchangers Heat - Transmission Finite element method Computational fluid dynamics |
| Data do documento: | 3-Dez-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | KOZIKOSKI, Renan. Estudo numérico da transferência de calor em trocadores de calor casco e tubos. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2021. |
| Resumo: | O objetivo do presente trabalho é realizar simulações numéricas de transferência de calor em um trocador de calor casco e tubos. Trocadores de calor são máquinas térmicas de grande responsabilidade nas plantas de energia e, aproximadamente 90% dos trocadores de calor são do modelo casco e tubos, muito por conta de procedimentos bem estabelecidos de projeto e fabricação. O sistema envolvendo o escoamento de fluidos e a transferência de calor é analisada por meio da Fluidodinâmica Computacional. As simulações numéricas foram realizadas em duas geometrias; na primeira, o trocador de calor casco e tubos não possuía as chicanas; na segunda, foi adicionado chicanas na mesma geometria. A simulação da primeira geometria foi utilizada para comparar os resultados e avaliar os parâmetros utilizados, já a segunda, representa uma geometria com os principais componentes presentes nos trocadores de calor casco e tubos. Para as simulações foi utilizado o OpenFOAM como ferramenta de análise, modelado como transiente. Foram também utilizados, os modelos de turbulência k-episilon e LES (Large-Eddy Simulation). Os resultados apresentam os contornos de temperatura e velocidade, conforme a geometria e a modelagem da turbulência, realizando uma comparação da taxa de transferência de calor. Os valores dos modelos de turbulência se mostram próximos entre eles, e com um estudo semelhante. Observou um aumento de 22% na taxa de transferência de calor ao serem incluídas as chicanas na geometria. |
| Abstract: | The goal of the present work is simulation of heat transfer in a shell and tube heat exchanger. Heat exchangers are thermal machines of high responsibility in power plants, approximately 90% of heat exchangers are shell and tube models, due to well-established design and manufacturing procedures. The system involving fluid flow and heat transfer is analyzed using Computational Fluid Dynamics. The simulation were performed on two geometries; The first, the shell and tube heat exchanger did not have baffles; in the second, baffles in the same geometry were added. The simulation of the first geometry was used to compare the results and evaluate the parameters used, but the second, represents a geometry with the main components present in shell and tube heat exchangers. OpenFOAM has been used for the simulations as numerical tool, modeling the problem as transient. The k-epsilon and LES Large-Eddy Simulation turbulence models were also used. The results of the study show the temperature and velocity contours, as the turbulence geometry and modeling, performing a comparison of the heat transfer rate. The values of the turbulence models are similar to each other and to a similar study. Verified a 22% increase in heat transfer rate due to baffles included in the geometry. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28684 |
| Aparece nas coleções: | PB - Engenharia Mecânica |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| estudonumericotrocadorcasco.pdf | 8,74 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
