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Título: Determinação do padrão de escoamento em tubulações para aplicação em sistemas de refrigeração
Título(s) alternativo(s): Flow pattern identification in tubes for cooling systems
Autor(es): Paula, Pablo Jesus Alves de
Orientador(es): Silva, Raquel da Cunha Ribeiro da
Palavras-chave: Escoamento bifásico
Evaporadores
Engenharia mecânica
Two-phase flow
Evaporators
Mechanical engineering
Data do documento: 14-Dez-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Guarapuava
Citação: PAULA, Pablo Jesus Alves de. Determinação do padrão de escoamento em tubulações para aplicação em sistemas de refrigeração. 2022. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Guarapuava, 2022.
Resumo: O presente estudo mostra os mapas de padrões de fluxo para uma tubulação vertical, na faixa de velocidade superficial do líquido de 0,05-15m/s e para gás de 0,01-100 m/s. Para investigar o fluxo vertical, a transição dos padrões de escoamento é modelada em uma seção de teste circular com diâmetro interno de 0,3mm, 1,0mm, 5,0mm, 12,7mm e 25,4mm. O escoamento multifásico, é encontrado em diversos lugares, como na indústria petrolífera, química, nuclear, espacial e outras. Tornando assim, o tema importante para estudo por estar presente na realidade das engenharias e no sistema de produção de grandes indústrias. Em sistemas de refrigeração o escoamento interno que ocorre em grande parte do ciclo é um escoamento bifásico, líquido e vapor. Estudar o padrão de escoamento do fluído no evaporador ajuda a entender a formação do gelo poroso na parede externa do tubo e contribui para melhorar a eficiência da refrigeração. As transições dos padrões de escoamento em tubo vertical estão baseadas nos princípios de interação das forças, e verificadas de forma experimental. O objetivo deste estudo é usar ferramentas de análise numérica para determinar os regimes de escoamento em tubos para aplicação na refrigeração. Os resultados foram comparados com o mapa do regime de fluxo de Taitel e Dukler obtendo uma boa concordância.
Abstract: The present study shows flow pattern maps for a vertical pipe, in the surface velocity range of liquid from 0.05-15 and for gas from 0.01-100 m/s. To investigate vertical flow, the transition of flow patterns is modeled on a circular test section with an inner diameter of 0,3mm, 1,0mm, 5,0mm, 12,7mm and 25,4mm. Multiphase flow is found in many places, such as in the oil, chemical, nuclear, space and other industries. Thus making it an important topic for study because it is present in the reality of engineering and in the production system of large industries. In flow systems the internal flow that occurs for most of the cycle is a two-phase flow, liquid and steam. Studying the fluid flow pattern in the evaporator helps to understand the formation of porous ice on the outer wall of the tube and contributes to improving the efficiency of the automobile. Transitions of flow patterns in a vertical pipe are tested in force interaction experiments and verified experimentally. The objective of this study is to use numerical analysis tools to determine flow regimes in pipes for transit application. The results were compared with the Taitel and Dukler flow regime map obtaining good agreement. Keywords: bifasic flow; evaporator; flow patter map.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30546
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