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Projeto e otimização de redes de trocadores de calor

Ravagnani, Mauro Antonio da Silva Sa 14 December 1994 (has links)
Orientador: Alberto Luiz de Andrade / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T05:31:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ravagnani_MauroAntoniodaSilvaSa_D.pdf: 3963857 bytes, checksum: 25a55db7dbf16bd53e8bdc0243201327 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um programa computacional para síntese de redes de trocadores de calor incorporando o dimensionamento termohidráulico dos equipamentos. O programa desenvolvido utiliza os conceitos da chamada Tecnologia Pinch ("Pinch Technology"). Para a síntese da rede são definidos inicialmenteos seus objetivos com relação ao custo global mínimo, L / Abstract: In this work a computational program was developed interfacing heat exchanger network synthesis and detailed heat exchanger design. The program uses the concepts of Pinch Technology. To the network synthesis are defined initially the targets with respect to the global minimumcost, optimum ATmin, minimum exchange area, minimum number of units and the hot and cold utilities demand. The network is synthesized using the Pinch Design Method. After these, the network is evolved, identifying and breaking loops without changes in the utilities demand. After the evolution, the exchangers are designed considering pressure drop and fouling, using the Bell-Delaware method. The program was developed in modular form, and the utilization of each module is explained using literature problems. An industrial problem is used to show the applicability of the program developed. The results shown the consistency in the methodology reflecting the importance of the termohidraulic design in the heat exchanger network synthesis / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química
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Utilização da técnica de sublimação de naftaleno na determinação de coeficientes globais de transferência de calor por convecção natural

José Bezerra Pessoa Filho 01 March 1988 (has links)
Neste trabalho foi feito um estudo experimental análogo à transferência de calor por convecção natural, num canal vertical constituído por duas placas planas paralelas, sendo uma isotérmica e outra adiabática. Os resultados aqui apresentados foram obtidos utilizando-se a analogia existente entre o processo de transferência de calor e o processo de transferência de massa. Para tanto, utilizou-se a Técnica de Sublimação de Naftaleno. É este aliás, o principal objetivo deste trabalho: estabelecer as condições necessárias à utilização da Técnica de Sublimação de Naftaleno em experimentos de convecção natural. São apresentados resultados na forma de números de Sherwood médio versus (b/L) GrmSc, que, de acordo com a analogia existente entre os dois fenômenos, são análogo ao número de Nussel médio versus (b/L) GrPr, respectivamente. A região de estudo foi compreendida entre a entrada do canal e aquela próxima a do escoamento completamente desenvolvido, isto é, 6= (b/L) GrPr = 1000. É observada uma boa concordância entre os resultados experimentais obtidos e outros existentes na literatura, verificando-se, porém, certa dispersão nos resultados relativamente aos previstos pela teoria. Pelos resultados obtidos, considerou-se válida a aplicação da Técnica de Sublimação de Naftaleno na simulação de problemas de Transferência de Calor por convecção natural, visando, principalmente, à determinação de resultados referentes às geometrias complexas, não possíveis, em geral, de um tratamento analítico ou mesmo numérico.
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Tranferencia de calor no escoamento de gases participantes em alta temperatura atraves de dutos de secção circular revestidos com isolamento não ideal

França, Francis Henrique Ramos 18 October 1995 (has links)
Orientador: Leonardo Goldstein Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T23:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franca_FrancisHenriqueRamos_M.pdf: 35294165 bytes, checksum: 6f9604cba9a9770318ed3d300530c3be (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Nesta dissertação de mestrado, é estudada a transferência de calor no escoamento de gases participantes em dutos de secção circular, combinando os três processos básicos: a condução, a convecção e a radiação. Considera-se o caso em que o gás, em temperatura elevada, escoa através de um tubo revestido por um isolante não-ideal, implicando na perda de calor para o meio externo. O gás possui temperatUra uniforme na entrada do duto, sendo considerada a região de desenvolvimento térmico. O perfil de velocidade é plenamente desenvolvido em todo o duto para ambos os escoamentos laminar e turbulento. O gás é constituído por uma mistura de 'CO IND. 2¿, 'H IND. 2 O¿ e 'N IND. 2¿ e suas propriedades físicas são admitidas uniformes e calculadas na temperatura de mistura média; as propriedades radiantes são dependentes da temperatura e modeladas pela soma de gases cinzas. O campo de temperatura do gás é obtido a partir da solução numérica da equação bidimensional da conservação da energia: os termos difusivos e convectivos são discretizados através do método de volumes de controle Flux-Spline; as trocas de energia radiante são determinadas pelo método das zonas, onde cada zona de radiação corresponde a um volume de controle. As distribuições de temperatura no tubo e no isolante são obtidas através do balanço de energia no duto, que é acoplado à solução da equação da energia no gás. O procedimento de cálculo proposto e o código computacional desenvolvido foram verificados a partir da comparação com resultados divulgados na literatura para o caso de temperatura uniforme do duto, considerando ou não a radiação térmica. Os resultados apresentados incluem as distribuições de temperatura no gás, no tubo e no isolante, e os números de Nusselt total, convectivo e radiante no interior do duto. O efeito da radiação térmica na transferência de calor é analisado para os diferentes parâmetros envolvidos: a temperatura de entrada do gás, as emitâncias do tubo e do isolante, o diâmetro interno do tubo, o comprimento do duto e a espessura do isolante / Abstract: In this Master degree thesis, the heat transfer in the flow of participating gases through circular cross section ducts is studied, combining the three basic processes: conduction, convection and radiation. It is considered the case in which a high temperature gas tlows through a tube covered by a non-ideal insulation. The gas inlet temperature is uniform and the thermal entry region is taken into consideration. The velocity profile is fully developed throughout the duct for both laminar and turbulent flows. The gas is composed by 'CO IND. 2¿, 'H IND. 2 O¿ e 'N IND. 2¿ and its physical properties are assumed to be constant and calculated at the average bulk temperature. The gas radiant properties are temperature dependent and evaluated through the weighted sum of gray gases model. The temperature field is obtained by the solution of the bidimensional energy conservation equation: the convective and difusive terms are discretized by the Flux-Spline control volume method; the radiative exchanges are determined by the zoning method, where each radiative zone corresponds to a control volume. The tube and insulation temperature distributions are obtained by the energy balance in the duct, which is coupled to the gas energy equation. The proposed calculation procedure and the computational code which was developed were verified by comparing the obtained results with those available in the literature regarding uniform duct temperature, when thermal radiation is considered or not. The results presented include the gas, tube and insulation temperature distributions, and the total, convective and radiative Nusselt number inside the duct. The effect of thermal radiation in the heat transfer was analysed as a function of the following parameters: gas inlet temperature, tube and insulation surface emittance, tube inner diameter, duct length and insulation thickness / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica
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Resfriamento por convecção natural de placas de circuito impresso formando um canal vertical

Cavalcanti, Eduardo J. Cidade 31 January 1997 (has links)
Orientador: Marcelo M. Ganzarolli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T14:44:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcanti_EduardoJ.Cidade_M.pdf: 5273510 bytes, checksum: 1e2133b40b3211f66207468e7aa4ca3f (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Foi realizada uma modelagem teórica com verificação experimental do resfriamento por convecção natural de placas de circuito impresso, dispostas na vertical e contendo componentes protuberantes. A análise térmica de placas de circuito impresso (PCB) serve para estimar, o mais preciso quanto possível, a temperatura de cada componente. Ela é importante para otimizar os projetos térmicos e verificar o desempenho de placas existentes. O experimento foi realizado com resistores simulando componentes reais; cada placa tinha 25 resistores distribuídos em 4 fileiras com 4 componentes e 3 fileiras intermediárias com 3 componentes. Termopares foram colados na placa de epoxi e nos resistores. A temperatura do ar entre as placas também foi medida por termopares localizados no canal. O gradiente de temperatura através da placa de epoxi (direção z) foi desprezado devido à pequena espessura da placa. A equação de transferência de calor em coordenadas cartesianas (bidimensionais) e em condições de regime permanente foi resolvida numericamente para a placa de epoxi. O fluxo de massa no canal e os coeficientes de transferência de calor por convecção natural para a placa de epoxi foram calculados por correlações de convecção natural para placas paralelas verticais. O conceito de convecção forçada induzida pelo empuxo foi aplicado nos resistores, onde foi empregado um coeficiente de transferência de calor por convecção forçada. A transferência de calor do resistor para a placa foi representado através do conceito de resistência térmica e o problema foi resolvido iterativamente. o objetivo principal do trabalho é apresentar um modelo teórico simples, para determinar o campo de temperatura na placa de circuito impresso. Uma boa concordância entre o modelo teórico e os resultados experimentais foi observada / Abstract: Experiments and theoretical modeling were carried out on the cooling by natural convection of an array of vertical parallel printed circuit boards. The thermal analysis of printed circuit boards (PCB) for predicting, as accurately as possible, the temperature of each component is important to obtain an optimal thermal design and to check the performance of an existing PCB. Experiments were performed with power resistors simulating real components; each PCB comprises 25 resistors arranged in 4 rows of 4 elements and 3 staggered rows of 3 elements. Thermocouples were applied to the epoxy and to the resistors. The temperature of the air between the boards was also measured by means of thermocouples placed in the channel. Due to its relatively small thickness, the temperature gradient across the epoxy board was neglected. The heat diffusion equation in two-dimensional Cartesian coordinates under steady state conditions was solved numerically for the epoxy board. Mass flow rate in the channel and natural convection heat transfer coefficients for the epoxy board were calculated by natural convection correlations for an array of vertical parallel plates. The concept of "buoyancy induced forced convection" was applied to the resistors where forced convection heat transfer coefficients were employed. Resistors were linked to the epoxy board by thermal resistances and the problem was solved iterativelly. The main objective of the work is to present a simple theoretical model for determining the temperature field on the printed circuit board. Good agreement between this theoretical model and the experimenta results was observed. / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica
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Resfriamento conjugado de aquecedores discretos num duto por dois escoamentos incidentes de ar / Conjugate cooling of discrete heaters in a duct of two impinging airflow

Marchi Neto, Ismael, 1982- 24 August 2018 (has links)
Orientador: Carlos Alberto Carrasco Altemani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T04:10:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarchiNeto_Ismael_D.pdf: 4845997 bytes, checksum: b5f466a0bc722eba5f754b6c4ef08357 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. / Abstract: The abstract is available with the full electronic document. / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica
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Concepção e análise técnico-econômica da recuperação de calor em sistemas de despoeiramento de aciarias elétricas para geração de vapor superaquecido /

Silva Júnior, Cesar Augusto Arezo. January 2016 (has links)
Orientador: Jose Alexandre Matelli / Banca: Celso Eduardo Tuna / Banca: Edson Bazzo / Resumo: As usinas siderúrgicas caracterizam-se, sob o ponto de vista energético, pela grande intensidade de energia empregada em processos de redução do minério de ferro, fusão das matérias-primas e refino do aço líquido obtido. Quanto aos processos utilizados para a produção de aço, destacam-se o emprego de duas rotas tecnológicas: usinas integradas e semi-integradas (mini-mills). As usinas integradas possibilitam a redução do minério de ferro até ferro-gusa e, a partir deste, a obtenção do aço. As mini-mills caracterizam-se pelo emprego de sucatas metálicas, ferro-gusa ou ferro esponja como matérias-primas e pela obtenção, como produtos, de diferentes tipos de aço. Na operação de refino do aço líquido produzido comumente é necessário o emprego de desgaseificadores a vácuo para remoção de contaminantes e, consequentemente, atendimento às especificações do produto acabado. Com isso, as mini-mills demandam potência elétrica para os processos de fusão do aço e vapor superaquecido para obtenção de vácuo nos ejetores do processo de desgaseificação. Para atendimento a legislações ambientais, sistemas de despoeiramento devem ser aplicados às aciarias, disponibilizando grandes vazões de gases quentes provenientes do forno elétrico. A operação do sistema de despoeiramento indica expressivo potencial para recuperação de calor em processos siderúrgicos. Na presente dissertação propõe-se a coleta e análise de dados de operação do sistema de despoeiramento de um forno elétrico a arco de uma mini... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The steel industry can be characterized by its high demand of energy in the process of reduction and production of pig iron and steel. For the production of steel the following routes can be highlighted: integrated plants and mini-mills. Integrated plants are used for production steel from iron ore, allowing the reduction of iron ore until pig iron, and pig iron to steel. Mini-mills are used for production of steel through metallic scraps and pig iron. In a mini-mill, the transformation of metallic scraps and pig iron to steel is reached in melting shop areas. The melting shop areas adopt vacuum degassers as a commonly equipment to remove contaminants of liquid steel and consequently reach requirements of finished products. As a consequence, in a melting shop, electricity is applied in electric arc furnaces and overheated steam is applied in vacuum degassers. According to environmental restrictions these melting shops are integrated with dust collectors. The dust collected in electric arc furnaces has great amount of energy and can express a high potential to heat recovering systems. The present dissertation has purpose in collect and analyzes data from an electric arc furnace with a dust collector in a Brazilian mini-mill for developing a thermal-economic analysis of a cogeneration plant integrated in this mini-mill / Mestre
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Estudo comparativo entre modelos de simulação de transferência de calor e umidade / Marluz Fernando Jönsson ; orientador, Nathan Mendes

Jonsson, Marluz Fernando January 2008 (has links)
Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2008 / Bibliografia: f. 65-67 / A redução de problemas relacionados a consumo de energia em edificações, conforto térmico e qualidade de ar é uma necessidade global. Neste sentido, este trabalho vem desenvolver os primeiros passos da criação do projeto HAM-BR cujo intuito é de criar uma / The reduction of problems related to building energy consumption, thermal comfort and indoor air quality is a global need. In this way, this work provides a first step towards the creation of a project called HAM-BR, which goal is the establishment of a c
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Análise de dissipadores de calor com filmes de diamante CVD /

Souza, Teófilo Miguel de. January 2008 (has links)
Resumo: Dissipadores de calor recobertos com filmes de diamante CVD foram desenvolvidos para acoplar a semicondutores, utilizando-se do Laboratório de Deposição de Filmes de Diamante CVD, na UNESP - Campus de Guaratinguetá e o Laboratório de Diamantes da Universidade São Francisco, em Itatiba, SP. Analisou-se o filme de diamante CVD sobre o silício, para emprego como dissipador de calor, porque o filme de diamante CVD pode ter o valor da condutividade térmica até cinco vezes superior ao do cobre e de dez vezes a do alumínio. Os filmes foram obtidos via deposição através de reator de filamento quente, trabalhando-se com vários filamentos retilíneos em paralelo, resultando assim em um processo que visou obter um filme mais uniforme e com grande área de deposição. Os dados para análises da composição química superficial dos filmes foram obtidos por Difração de Raios-X, Dispersão de Energia de Raios-X e para a verificação da morfologia e espessura do filme foi utilizada a Microscopia Eletrônica de Varredura. Para a verificação do comportamento da temperatura sobre o dissipador com o filme de diamante CVD foi utilizada uma câmera de imagem termográfica, marca Fluke, modelo Ti 40 FT. Foram obtidos filmes de 2 e 10 μm sobre o silício. Estas espessuras ainda não oferecem um desempenho mecânico que o torne autosustentado. Do ponto de vista de desempenho térmico as análises mostraram que, mesmo com pequena espessura, o filme de diamante CVD apresentou bom resultado experimental. Os principais desafios de construção para esse dissipador de calor são a obtenção do filme com espessura acima de um mm e a garantia da qualidade do filme com a repetitividade do processo em cujo caso torna-se necessário definir as dimensões do dissipador antes da deposição do filme. / Abstract: Heat sinks recovered with policrystalized CVD diamond films were developed to apply in semiconductors, using the facilities of the CVD diamond Laboratory - UNESP-Campus de Guaratinguetá and the Diamond Laboratory at the São Francisco University, Itatiba - SP. The analysis of the CVD diamond film deposited on silicon intended for semiconductor heat sinks was due to the fact that the CVD diamond film presents a higher thermic conductivity up to five times in comparison to copper and ten times as compared to aluminum. The films were obtained by the hot filament reactor deposition, in which several straight filaments were placed in parallel so to acquire a uniform film covering a large deposition area. Data for the superficial chemical composition for the film analysis were gathered from the results of the X-ray Diffraction and Energy Dispersive X-ray. The electronic microscopy scanning was employed for the morphological identity and thickness of the film. A Fluke camera model Ti 40 FT specifically intended for thermografic image was employed to register the temperature behavior in the heatsinks deposited with CVD diamond film. Film depositions with 2 and 10 μm were obtained on silicon. Meanwhile, these thickness do not offer a mechanic performance to make them self sustained. From the thermal performance point of view those analysis demonstrated that, although the thin thickness of the CVD diamond film deposition it presented good experimental results. The main challenge in the construction of this kind of heatsink is in building the film thickness higher than 1 mm and the guarantee of the film quality maintaining the process repetitivity. Moreover, once the film has been deposited, it is impractical to try to cut it to any other dimensions in which case it becomes necessary to prepare the material to dimension before the CVD diamond film deposition.
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Numerical study of the non-Oberbeck-Boussinesq effects in turbulent water-filled cavities

Kizildag, Deniz 08 February 2016 (has links)
The work carried out in the framework of the present thesis aims at shedding light into the complex phenomena involved in turbulent water-filled cavities, questioning the validity of the well-established Oberbeck-Boussinesq effects, and determining the influence of these on the flow structure and heat transfer. First, the relevance of the variable thermophyical properties have been submitted to investigation by means of direct numerical simulations of a differentially heated cavity flow using the aspect ratio of a particular prototype. The simulations consider the so-called non-Oberbeck-Boussinesq effects, and study the temperature range for which these effects could be considered relevant. The work has been conducted employing a 2D flow assumption, estimating that this methodology -promoted by the necessity of a compromise between the accuracy and the cost of the simulations- would be valid to detect the non-Oberbeck-Boussinesq effects without the loss of generality, even though the actual flow structures of the flow are inherently 3D. The numerical results have revealed that up to the temperature difference of 30 ºC, Oberbeck-Boussinesq solution can estimate the heat transfer within 1 % error, although the loss of symmetry is certified even for a temperature difference of 10 ºC. Moreover, it has been observed that the boundary layers at hot and cold isothermal confining walls behave differently, such that the boundary layer instabilities and transition to turbulence location move downstream along the hot wall and upstream along the cold wall. As a consequence, the stratification region shifts upwards, giving rise to higher stratification numbers. Later, the non-Oberbeck-Boussinesq effects have been studied considering three-dimensional domain by means of direct numerical simulations, in the quest of analyzing their impact on the three-dimensional flow structure. The results have revealed delayed transition in the hot wall and earlier triggered transition in the cold wall boundary layers. This has been shown to be a consequence of the initial heating of the cavity due to favorable heat transfer properties in the hot wall boundary layer, which results in warmer upper cavity. As time advances, due to the influence of the stratified flow feeding the hot and cold boundary layers, the strength of the natural convection gradually decreases and increases in the hot and cold boundary layers, respectively. When a balance is attained between these two boundary layers, the cold wall boundary is found at a higher equivalent Rayleigh number, justifying its premature transition. Accordingly, the early transitioning cold wall boundary layer is thicker. This boundary layer interacts actively with the hot wall boundary layer, causing vertical oscillations in the transition to turbulent locations on both boundary layers. This interaction is also responsible for the degradation of the already shifted stratification zone. Besides the qualitative agreement in some aspects, this important effect is not captured by means of 2D simulations, which invalidates 2D flow hypothesis when it comes to describing the flow characteristics with non-Oberbeck-Boussinesq effects. As for the heat transfer, the Non-Oberbeck-Boussinesq effects do not necessarily enhance the heat transfer, as Oberbeck-Boussinesq solution is observed to overestimate the Nusselt number by about 3 %. Last but not the least, considering the huge computational resources required for simulating these turbulent natural convection flows with water, and bearing in mind the importance of an appropriate modeling of the present phenomena, different subgrid-scale models have been analyzed in order to predict the thermal and fluid dynamics of the flow within a turbulent water-filled cavity. It has been shown that the performance of the models is directly linked to the accurate prediction of the transition to turbulence, which is the main challenge in the proper modeling of this flow. / El treball realitzat en el marc de la present tesi té com a objectiu analitzar els fenòmens complexos involucrats en la convecció natural en cavitats amb aigua en règim turbulent, qüestionant la validesa de la ben establerta hipòtesi d'Oberbeck-Boussinesq. S'ha estudiat la influència dels efectes Oberbeck-Boussinesq sobre l'estructura de flux i la transferència de calor. En primer lloc, l'efecte de la dependència en la temperatura de les propietats termofísiques variables s'ha estudiat mitjançant simulacions numèriques directes del flux en una cavitat amb aigua escalfada diferencialment, emprant l'hipotèsi de flux 2D. Els resultats numèrics han revelat que per diferències de temperatura fins a 30 ºC, la solució Oberbeck-Boussinesq pot estimar la transferència de calor amb un error màxim d'1%, tot i que la pèrdua de simetria està certificada fins i tot per una diferència de temperatura de 10 ºC. D'altra banda, s'ha observat que les capes límit en les dues parets es comporten de manera diferent, de tal manera que les inestabilitats de la capa límit i el punt de transició es mouen aigües avall en la paret calenta i aigües amunt en la freda. Com a conseqüència d'això, la regió d'estratificació es desplaça cap amunt, donant lloc a un nombre d'estratificació més elevat. Tot seguit, els efectes Oberbeck-Boussinesq s'han estudiat tenint en compte el flux 3D per mitjà de simulacions numèriques directes, en la recerca d'analitzar el seu impacte en l'estructura del flux tridimensional. Els resultats han confirmat la transició retardada a la paret calenta i la transició provocada aigües amunt a la paret freda. S'ha demostrat que aquest fet és una conseqüència de l'escalfament inicial de la cavitat a causa de les propietats de transferència de calor favorables a la capa límit de la paret calenta, el que resulta en un escalfament de la part superior de la cavitat. A mesura que avança el temps, a causa de la influència del flux estratificat que alimenta les dues capes límit, la força de la convecció natural disminueix i augmenta gradualment en la capa límit de les parets calenta i freda, respectivament. Quan s'arriba a un equilibri entre aquestes dues capes límit, la capa límit de la paret freda es troba a un nombre de Rayleigh equivalent superior, justificant la seva transició prematura. En conseqüència, la capa límit de la paret freda és més gruixuda. Aquesta capa límit interactua activament amb la capa de la paret calenta, causant oscil·lacions verticals en el punt de transició en les dues capes límit. Aquesta interacció també és responsable de la degradació de la zona d'estratificació. Aquest important efecte no és capturat per mitjà de simulacions 2D, el que invalida la hipòtesi de flux 2D quan es tracta de descriure les característiques de flux amb efectes no-Oberbeck-Boussinesq. Pel que fa a la transferència de calor, els efectes no Oberbeck-Boussinesq no milloren necessàriament la transferència de calor, tal com s'observa a la solució Oberbeck-Boussinesq al sobreestimar el nombre de Nusselt en un 3%. Finalment, tenint en compte els enormes recursos computacionals necessaris per a la simulació d'aquestes cavitats en règim turbulent amb aigua, i tenint en compte la importància d'una modelització adequat dels fenòmens que s'hi troben, s'han analitzat els diferents models LES utilitzant un cas semblant, però sense efectes Boussinesq. S'ha demostrat que el rendiment dels models està directament relacionat amb la predicció precisa del punt de transició, que és el principal repte en la modelització adequada d'aquest flux.
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Reingeniería y diseño de los circuitos de agua de la Planta Oxinor

Palominos Escobar, Vanessa Paulina January 2014 (has links)
Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 24/11/2019. / Ingeniera Civil Química / El agua es un recurso cada día más demandado en la población mundial y a su vez se ha convertido en un bien escaso debido a la creciente producción del sector minero en la II región de Chile, es por esto que los circuitos de agua son de suma importancia en los procesos productivos y en particular en la Planta Oxinor de la empresa Air Liquide ubicada en la ciudad de Antofagasta. Es por lo anterior que el presente trabajo tiene por objetivo diseñar, dimensionar y especificar la ingeniería básica de los circuitos de agua de enfriamiento de la planta, considerando las diferentes unidades operativas involucradas en el sistema y las nuevas necesidades dentro de los planes de desarrollo de la planta. Dentro del presente trabajo se realizó en primer lugar el balance de masa y energía para los tres circuitos de enfriamiento que posee la planta, obteniendo como resultado que las plantas disipan energía en forma de calor y masa equivalente a 2,586 [Mcal/Ton*h], 2,037[Mcal/Ton*h] y 0,212[Mcal/Ton*h] para las plantas I, III y IV respectivamente. Por otro lado se estudió que el desempeño actual de las torres de enfriamiento, obteniendo como resultado que las torres están operando con un desgaste en el número de Merkel de 72% y 49% para Oxinor I y II respectivamente, en relación con los valores de diseño En el planteamiento del rediseño de la torre de enfriamiento de Oxinor I se estudiaron 6 propuestas, las que contemplaron variaciones en intercambiador de placas y en el número de celdas presentes en la torre. Producto de un análisis económico y técnico, las propuestas viables consideran una torre de enfriamiento para un flujo de 0,39 [m^3/Ton *h] y un calor disipado de 2,64 [Mcal/Ton*h] con 3 o 4 celdas, sin modificar el intercambiador de placas. De los resultados obtenidos se destaca que los flujos pueden poseer leves diferencias con la realidad, principalmente por la serie de supuestos tomados debido a la falta de mediciones en los flujos y humedad atmosférica. A modo de conclusión se destaca que con la propuestas viables es posible operar con temperaturas adecuadas y además realizar mantenciones en las celdas de Oxinor I y III. En particular con la propuesta de 3 celdas es posible detener uno de sus ventiladores 1.195 horas al año, mientras que para la propuesta de 4 celdas el ventilador puede estar detenido 3.990 horas al año.

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