Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T23:27:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:15:51Z : No. of bitstreams: 1 180866.pdf: 3394223 bytes, checksum: f0d983ae431f25469eae2d22e66d7dc9 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:13:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257314.pdf: 2054940 bytes, checksum: c538958d2fd34d3df10b80959bc4c59e (MD5) / Neste trabalho investigamos a influência de movimentos convectivos sobre transientes de correntes elétrica obtidas durante a deposição de metais em células eletroquímicas. Observa-se que ao aumentarmos a temperatura do banho além de 315 K os voltamogramas apresentam irregularidades na parte das curvas que corresponde a corrente estacionária (platôs). Estas irregularidades apresentam formas aleatórias em cada varredura, ainda que a preparação do sistema permaneça constante. Observa-se também que a intensidade dessas irregularidades são amplificadas com o aumento da temperatura. No trabalho teórico que desenvolvemos argumentamos que esse comportamento pode ser uma consequência dos movimentos convectivos que se desenvolvem em função de flutuações na concentração do eletrólito, favorecidas pelo aumento de temperatura ou perturbações mecânicas não intencionais no interior da célula eletrolítica. Curvas teóricas de corrente contra potencial que descrevem a deposição de metais em eletrodos de silício são derivadas a partir de um modelo representado por uma equação de balanço unidimensional que inclui difusão e convecção. A cinética reativa, que também está presente no processo, é incluída no modelo através de uma condição de contorno dependente do tempo e determina o abrandamento da concentração na superfície do substrato, até que a concentração alcance um valor final constante. Um caso particular dessa descrição corresponde ao processo de convecção forçada com velocidade constante. Nesse caso a solução do modelo proposto oferece a densidade de corrente, associada com a adsorção de espécies na superfície, o que permite uma análise da contribuição do efeito convectivo sobre as correntes transientes. Concluímos este trabalho examinando o efeito de movimentos convectivos aleatórios, descritos por um algoritmo Monte Carlo que considera a flutuação temporal aleatória de velocidades de convecção, com média nula, e seus efeitos sobre os perfis de correntes transientes. O modelo prevê acentuadas flutuações no voltamograma, especialmente no platô que corresponde a corrente estacionária que se segue ao processo transiente. Os resultados do modelo teórico são confrontados com dados experimentais de forma a checar sua validade.

Dissertação (mestrado) - Univesidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:17:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 249495.pdf: 2606345 bytes, checksum: 9b90bb3fffd0a96bf297e896948da944 (MD5) / Trata-se de um estudo numérico-experimental de convecção natural laminar de uma placa plana vertical isotérmica em meio ao ar quiescente avaliando a influência de superfícies vizinhas. O objetivo é estimar o coeficiente de troca de calor por convecção em função da aproximação de superfícies (lateral e inferior), e como essa aproximação pode ser descrita em termos de parâmetros adimensionais, tais como RaL e NuL. A placa é aquecida por uma resistência térmica mantendo-se sua temperatura superficial constante. Na bancada experimental foi utilizada a tecnologia de transdutores de fluxo de calor à gradiente tangencial para a leitura do fluxo de calor, sendo obtido o coeficiente de transferência de calor por convecção, hexp. Para a solução numérica foi utilizado um código comercial em CFD, ANSYS-CFX, para a simulação do caso proposto, efetuando-se dessa forma comparações entre as duas soluções. O efeito da espessura da borda de base reta é estudado computacionalmente apontando assim qual influência desta no escoamento, na troca de calor e nos parâmetros adimensionais característicos desse tipo de escoamento. A influência da altura da placa vertical aquecida é avaliada numericamente e experimentalmente. Os resultados mostram que o coeficiente de troca de calor por convecção natural é influenciado por vários fatores sendo o mais importante a proximidade com uma parede adiabática vertical posterior à face aquecida e sendo potencializada pela presença das duas placas planas adiabáticas. As condições de contorno influenciam no campo de velocidade e, portanto, no coeficiente de troca de calor. This is about an numerical and experimental study of laminar natural convection of an isothermal vertical plain plate in way to air evaluating the influence of neighboring surfaces. The objective to guess the coefficient of exchange of heat for convection in function of the approach of surfaces (lateral and inferior), and as this approach can be described in terms of dimensionless parameters, such as RaL and NuL. The warm plate for a thermal resistance remaining its constant superficial temperature. In the experimental group of benches the technology of transducers of flow of heat at tangential gradient for the reading of the flow of heat, being gotten the coefficient of transference of heat for convection was used, hexp. For the numerical solution a commercial code in CFD was used, ANSYS-CFX, for the simulation of the considered case, effecting of this form comparisons between the two solutions. The effect of the thickness of the base edge straight line is studied computational thus pointing which influence of this in the draining, the exchange of heat and characteristic the dimensionless parameters of this type of draining. The influence of the height of the warm vertical plate is evaluated numericamente and experimentally. The results show that the coefficient of exchange of heat for natural convection is influenced by some factors having been the most important proximity with a adiabatic wall vertical line subsequent to the warm face and being powerfull for the presence of the two adiabatics plain plates. The contour conditions influence in the field of speed and, therefore, in the coefficient of heat exchange.

[pt] Neste trabalho é feita uma análise teórica e numérica da evaporação não isotérmica de um líquido contido em um recipiente cilíndrico parcialmente cheio, com paredes adiabáticas. Postula-se que a evaporação acontece em presença de convecção natural impulsionada por diferenças de massa específica, associadas com gradientes de temperatura e composição da mistura. Esta consiste de um gás e o vapor do líquido. Embora a formulação seja geral, o presente trabalho focaliza a evaporação de água para o ar. Estudou-se três situações. Um caso isotérmico, variante do clássico problema de difusão de Stefan, um Caso em que a temperatura do líquido é maior do que a temperatura ambiente e um terceiro caso no qual a temperatura do líquido é menor do que a do ambiente. Duas diferentes condições de contorno foram usadas na abertura do recipiente de modo a explorar a sensibilidade do escoamento às condições no topo. A distância entre a superfície do líquido e o topo variou de duas a dez vezes o raio do recipiente. Duas diferenças de temperatura entre o líquido e o ambiente foram investigadas, 3 graus Celsius e - 2 graus Celsius. O ar ambiente foi considerado como sendo muito seco ou muito úmido. Encontrou-se que, quando a temperatura do líquido é maior do que a temperatura ambiente, a taxa de evaporação alcança valores até quatro vezes maiores do que para o caso isotérmico. Para o caso em que a temperatura do líquido é menor do que a temperatura ambiente, a taxa de evaporação decresce para valores até duas vezes menores do que para o caso isotérmico. / [en] This work reports a theoretical and numerical analysis of the non-isothermal evaporation of a liquid contained in a partially filled cylinder vessel, with adiabatic walls. It is assumed that the evaporation occurs in the presence of natural convection driven by differences in specific mass associated with gradient of temperature and mixture composition. The mixture consist of a gas and the vapor of the evaporating liquid. Although the formulation is general, the specific focus of the present work is on the evaporation of water into air. Three situations were studied. An isothermal case, which is a variant of the classical Stefan diffusion problem, a case where the liquid temperature is higher than the ambient temperature, and a third case in which the liquid temperature is lower than the ambient. Two different boundary conditions were used at the openning of the vessel in a way to explore the sensitivity of the flow to the conditions on the top. The distance between the liquid surface and the top of the vessel varied from two to ten times the vessel radius. Two temperature differences between the liquid and the ambient were investigated, 3 degrees Celsius and - 2 degrees Celsius. The environmental air was considered to be either very dry or very wet. It was found that, when the liquid temperature is higher than the ambient temperature, the rate of evaporation can reach values up to four times larges than that for the isothermal case. For the case where the liquid temperature. is lower than the ambient temperature, the rate of evaporation decreases to values down to half of theisothermal case.

[pt] O presente trabalho apresenta o método de varredura de valores iniciais para a solução de problemas não-similares de camada limite, aplicado a uma cunha em convecção mista. É feita uma análise dos efeitos da força de empuxo nas características de transferência de calor e atrito, na superfície da cunha submetida a um escoamento laminar em convecção forçada. Os casos analisados referem-se a temperatura uniforme na superfície e a fluxo de calor uniforme através da superfície. Apresentam-se resultados numéricos para a placa vertical e a cunha em 120 graus celsius (problema similar), os quais foram comparados com os disponíveis na literatura, apresentando-se excelente concordância. Ainda são apresentados resultados para a cunha em 90 graus celsius e em 180 graus Celsius. Os resultados foram obtidos para o número de Prandtl 0,7 em uma larga faixa do parâmetro de não-similaridade (0 a 100 para temperatura uniforme e 0 a 5 para fluxo de calor uniforme). Em geral, verifica-se que para ambos os casos estudados de condições da superfície, o coeficiente de atrito local e o número de Nusselt local aumentam com o aumento da força de empuxo para o escoamento ajudado e diminuem com o aumento da força de empuxo para o escoamento ajudado e diminuem com o aumento da força de empuxo para o escoamento oposto. Verifica-se também que os efeitos de convecção natural diminuem com o aumento do ângulo da cunha. Compara-se, por fim os resultados de transferência de calor entre os dois casos estudados. O método possibilita a obtenção de resultados com o uso de um microcomputador PC AT-286 com o co-processador matemático, sem o uso de dupla precisão. As tolerâncias utilizadas para a convergência são as mesmas dos resultados disponíveis na literatura. Adicionalmente, o tempo computacional necessário para a obtenção das soluções foi bastante reduzido. Para toda a faixa de variação do parâmetro de não-similaridade, o equacionamento utilizado foi o mesmo, baseado em parâmetros de correlação para convecção forçada em uma superfície plana com injeção de massa, com ótima concordância com resultados disponíveis na literatura. / [en] The present work introduces a method for searching initial values, to solve non-similar Boundary Layer problems. The new method has been applied to the problem of mixed convection on a Wedge. An analysis is performed to study the effects of buoyancy force on the heat transfer and friction characteristics of laminar forced convection flow which is either maintained at a uniform temperature or subjected to a uniform temperature or subjected to a uniform heat flux. Numerical results are presented for Prandtl number of 7,0 over a wide range of values of the buoyancy force parameters (0 to 100 for uniform temperature and 0 to 5 for uniform heat flux). The results for the vertical plate and for the similar wedge (120 graus celsius) Have been compared with solutions availabein the literature, showing an excellent agreement. In addition, solutions for the 90 degree celsius wedge and for the flat wall (180 degree celsius are also obtained. In general, it is found that for both surface heating conditions, the local friction factor and the local Nusselt number increase with increasing bouyancy force for assisting flow and decrease with inscreasing bouyancy force for opposing flow. Further, the effects of the buoyancy force on these two quantities are found to diminish as the angle of the wedge increases. A comparison is also made of the results beteween the case of uniform wall temperature and the case of uniform surface heat flux. The method turns possible to obtain results with the use of a microcomputer PC AT-286 with a Math co-processor, discarding the use of double precision. The tolerances for convergence are the same as the results available in the literature. The necessary computacional time to get the solution was greatly reduced. For the entire range of the buoyancy force parameter, the governing equations are the same, based upon forced convection parameters. To illustrate the flexibility of the method, the surface mass trasnfer problem of uniform injection (blowing) in a flat plate under forced cnvection, has been solved and the results compared with the available ones in the literature.

[pt] Abreu (1967) estudou o problema do escoamento bi-dimensional viscoso, incomprenssível, com vorticidadade constante, aplicado ao escoamento simético em torno de uma cunha infinita. Este trabalho adorda o problema de Abreu para acaso em que o fluido em escoamento acha-se a uma temperatura constante e a superfície da cunha é não-isotérmica, ocorrendo o surgimento de uma camada limite térmica. Foi aplicado o método das expressões assintóticas acopladas. Existem quatro problemas a serem resolvidos: dois externos e dois internos. A solução desses problemas conduz a solução assintótica do problema para altos valores do número de Reynolds. Foi resolvido o sistema composto pelas equações de Navier-Stokes, continuide e energia. É apresentada a solução geral para semi-ângulos de cunha entre 0 grau e 90 graus, e a solução numérica para casos particulares de semi-ângulos de 0 grau, 18 graus, 72 graus e para valores de Prandtl iguais a 0.7, 1 e 10. / [en] Abreu (1967) studied the two-dimensional ,inconpressible, constant vorticity flow past an infinite wedge. In the present work the problem solved by Abreu is considered for the case where a constant temperature fluid flows past an infinite wedge with non-isothernal surface, thus given rise to a thermal boundary layer. The matched asyntotic expansion netod,as present in Van Dyke(1962), was applied to the solution of the problem. According to Van Dyke there are four problems leads to the desired asynpotic solution for large values of the Reynolds number. The solution defines a system forned by the Navier Strokes, continuity and energy equations. The asym ptotic expansions found by Abreu (1967) for the hydrodynamic problem i.e for the continuity and Navier-Stokes equations were used in our solution. Although a general analytical solution was found for any angle of the wedge between 0 degree and 90 degrees numerical solutions are show for the particular semi-angle values of 0 degree, 18 degrees and 72 degrees and Prandt 1 numbers values of 0.7,1.0 and 10.

[pt] Escoamentos de fluidos não Newtonianos são comumente encontrados em processos industriais. Deste modo, é importante conhecer bem o efeito dos processos sobre a reologia desta classe de fluidos, assim como o inverso, ou seja, conhecer o efeito da interferência da reologia de tais fluidos sobre os processos. Fluidos não Newtonianos exibem complexidade no seu comportamento mecânico, não encontrada nos fluidos Newtonianos, como, por exemplo, dependência da viscosidade com a taxa de cisalhamento e a existência de uma tensão-limite de escoamento não nula. Verifica-se, atualmente, a existência de uma ampla lacuna na literatura no que diz respeito µa compreensão da interação de fluidos não newtonianos em diferentes geometrias de escoamento, em particular sob o ponto de vista térmico. Algumas geometrias, por serem mais comuns nas linhas industriais, têm recebido maior atenção nas investigações sobre o referido aspecto, como, por exemplo, os casos do tubo circular e do espaço anular. Encontra-se uma maior quantidade de trabalhos publicados de estudos analíticos ou de simulação numérica, enquanto que são raros os artigos baseados em investigações experimentais. No presente trabalho, o qual teve como motivação a avaliação do comportamento térmico de um poço de petróleo durante sua perfuração, estudou-se experimentalmente o efeito da reologia do fluido no processo de transferência de calor em espaços anulares e, também, em tubos. O objetivo foi determinar o coeficiente interno de transferência de calor (Número de Nusselt) para o caso de parede interna com fluxo de calor uniforme e parede externa adiabática para o anular e fluxo de calor uniforme para o tubo. Utilizou-se um fluido do tipo viscoplástico, que reproduz bem o comportamento do fluido de perfuração, em diferentes concentrações, no intuito de se observar a influência da reologia do fluido no escoamento não isotérmico. Diferentes razões de raios do espaço anular foram estudadas. Os resultados experimentais mostram que, em escoamentos laminares e completamente desenvolvidos, a reologia do fluido não afeta a transferência de calor no espaço anular, sendo esta, fundamentalmente, dependente da geometria. Estes resultados estão de acordo com previsões teóricas recentemente publicadas, e a principal contribuição do presente trabalho é confirmar este resultado surpreendente, que torna mais simples os projetos envolvendo o escoamento de materiais viscoplásticos em espaços anulares sob as condições de contorno investigadas. / [en] Non-Newtonian fluids flow are very common in industrial processes, so it is important to know both the effect of the process on the fluid and vice-versa. Non-Newtonian Fluids exhibit complex mechanical behavior not found in Newtonian fluids, such as shear-rate-dependent viscosity and non-zero Yield stress. Nowadays there is a lack of understanding in the literature of the interaction among non-Newtonian fluids and different flow geometries, particularly as far as heat transfer is concerned. Some geometries are found more frequently in industrial processes, being, accordingly, a more frequent subject of research. Among these are the tubes and annuli. Most of the published articles about this subject are analytical studies or numerical simulations, while those based on experimental investigations are rather scarce. This work is focused in the evaluation of the thermal behavior of oil wells during the flow of the drilling fluid. The effect of fluid rheology on heat transfer in annular spaces and circular tubes was investigated experimentally. The purpose was to determine the convective heat transfer coefficient (Nusselt number). The boundary conditions for the annuli were uniform heat flux at the inner wall and adiabatic outer wall, while, for the tube, the heat flux at the wall was kept constant and uniform. To mimic the drilling fluid mechanical behavior, the working fluids were viscoplastic liquids at different concentrations. For the annuli, different radius ratios were studied. The experimental results showed that, for laminar and fully developed flow in the annuli, the fluid rheology does not affect the Nusselt number, which is governed by the radius ratio only. These results are in agreement with recently published theoretical predictions, and the main contribution of this work is to confirm this surprising result, which renders simpler the projects involving non-Newtonian fluids flowing in annuli under the thermal boundary conditions investigated.

[pt] Experiências foram realizadas para se determinar coeficientes de transferência de calor e fatores de atrito para escoamento em dutos cujas seções transversais têm a forma de triângulos isósceles. Dois dutos foram usados; um tinha um ângulo de vértice igual a 120 graus e o outro 60 graus. As experiências foram realizadas utilizando-se trocadores de calor de dutos triangulares. Os fluidos foram ar e água. Coeficientes médios de transferência de calor foram determinados através da medida dis coeficientes globais de transferência de calor dos trocadores. No caso do duto de 120 graus, as paredes dos triângulos isósceles eram lisas. Foram estudados escoamentos laminares e turbulentos. Para o duto de 60 graus, duas paredes pinadas. A finalidade dos pinos foi aumentar a área de troca de calor. Nesse caso (60 graus) apenas escoamento turbulento foi estudado. Para os dutos com paredes lisas, foi possível se obter a dependência dos coeficientes de troca de calor dos dutos com o número de Prandtl. Para se atingir condições totalmente desenvolvidas, os trocadores de calor, tinham um comprimento de entrada de aproximadamente 35 diâmetros hidráulicos. As condições de contorno térmicas consistiram de temperatura uniforme nas paredes iguais dos dutos, sendo a terceira parede isolada. Os dutos triangulares dos trocadores de calor consistiram de duas paredes metálicas e uma parede de material menos condutor. Os resultados são apresentados sob formas adimensionais. Números de Nusselt e fatores de atrito como funções dos números de Reynolds. / [en] Experiments were performed to determine heat transfer coefficients and friction factors for flows in ducts whose cross sections have the shape of isosceles triangles. Two ducts were used; one with an apex angle equal to 120 degrees and the other 60 degrees. The experiments were performed by utilizing triangular duct heat exchangers. The fluids were air and water. Average heat transfer coefficients of the heat exchangers. In the case of the 120 degrees duct, the walls of the isosceles triangles were smooth. Laminar and turbulent flows were studied. For the 60 degrees duct, two situations were considered; one with smooth walls and the other with two pinned walls. The purpose of the pins was to increase the heat transfer area. In this case (60 degrees) only turbulent flow was studied. For the ducts with smooth walls, it was possible to obtain the dependence of the duct heat transfer coefficients with prandtl number. To attain the duct heat transfer coefficients with Prandtl number. To attain fully developed conditions, the heat exchangers had a starting length of approximately 35 hydraulic diameters. The thermal boundary conditions consisted of uniform temperature on the two equal walls of the duct, the third wall being insulated. The triangular ducts of the heat exchangers consisted of two metallic walls and of lesser conduction material. The results are presented in dimensionless forms. Nusselt numbers and friction factors as functions of Reynolds Numbers.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T09:36:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241711.pdf: 2684172 bytes, checksum: 44bfd3c48f06188b93c7c716f39a314a (MD5) / Em processos de troca térmica em câmaras de combustão de fornos, caldeiras e fornalhas de aquecimento, a compreensão das distribuições de temperatura e das taxas de transferência de calor é fundamental, além de como são influenciadas por determinadas variáveis. A presente pesquisa, no nível de mestrado, tem por objetivo desenvolver e aplicar uma metodologia experimental para avaliar qualitativamente a distribuição de convecção e radiação dentro de uma câmara de combustão. Isto é feito mediante metodologia desenvolvida no LABTUCAL - UFSC. As distribuições internas de temperatura também são avaliadas, incluindo fatores e interação entre estes fatores que podem ser relevantes nestas distribuições. Isto é feito através de um planejamento fatorial completo, originando um mapeamento tridimensional da câmara de combustão. Os parâmetros testados são: a vazão de gás, o volume da câmara de combustão e o confinamento do queimador, onde a vazão se mostrou o parâmetro mais ativo no experimento. O aparato experimental consiste em uma câmara de combustão, semelhante àquelas utilizadas em equipamentos que empregam tecnologia de tubos de calor e termossifões. Uma estimativa da qualidade da queima de gás é feita, de maneira a associar o processo de combustão com as distribuições térmicas observadas, tendo esta sido considerada boa por emitir baixos teores de monóxido de carbono. Com os resultados deste estudo, é possível inferir a performance térmica de um queimador de pequeno porte (queimador doméstico), além de sua adaptabilidade ao equipamento a que se destina. Através da investigação de parâmetros importantes relacionados à performance de câmaras de combustão, melhores projetos podem ser feitos de maneira a aprimorar o aproveitamento da energia liberada na queima de gás.

[pt] No processo de transporte e produção de petróleo e seus derivados em linhas submarinas, o controle da transferência de calor entre o produto quente e o mar frio, é fundamental para a garantia do escoamento. Se a temperatura do produto cair abaixo de determinados valores críticos, problemas como formação de hidratos ou deposição de parafina nas paredes da tubulação podem ocorrer, levando ao bloqueio da linha e interrupção de produção, demandando altos custos. A perda de calor para o ambiente é minimizada, através de isolantes térmicos projetados para operações em regime permanente. Nestes casos, devido às altas velocidades do escoamento axial, o qual é tipicamente turbulento, o processo de transferência de calor dominante é o de convecção forçada. Porém, durante uma operação de manutenção de algum equipamento, a produção pode ser interrompida e o fluido ficando parado no interior da linha, tende a resfriar-se podendo atingir uma temperatura crítica. Durante este resfriamento, na ausência de bombeio, o processo de convecção natural passa a dominar. O presente trabalho analisa o processo de transferência de calor após a parada de bombeio, considerando os efeitos da convecção natural no resfriamento do produto, assim como a influência da capacidade térmica da parede do duto e das camadas de revestimento no transiente térmico. Inicialmente, considera-se que o escoamento axial é rapidamente levado ao repouso e utiliza-se um modelo bidimensional da seção transversal do duto, utilizando três produtos típicos: um óleo leve, um óleo pesado, e um gás. Os campos de velocidade e temperatura são obtidos numericamente utilizando o software FLUENT, considerando a hipótese de Boussinesq para avaliar a convecção natural. A taxa de resfriamento obtida é comparada com a previsão de um modelo unidimensional na direção axial, que utiliza correlações empíricas para avaliar a transferência de calor entre o fluido a parede da tubulação, em função do regime de escoamento. Boa concordância entre as simulações para a seção central da linha é obtida. No entanto, como as variações axiais para o caso do gás são maiores, para este produto, um modelo tridimensional também foi analisado, onde se considerou os efeitos combinados da convecção forçada e natural. Adicionalmente, a hipótese de Boussinesq foi eliminada, e a equação de gás ideal foi considerada. / [en] Heat transfer control is crucial for flow assurance in transport as well as production operations of oil and its derivatives in subsea lines. If the product temperature falls below certain critical values, problems such as hydrate formation or wax deposition in the pipelines walls can occur, inducing line blockage and interruption of production, demanding high costs. The heat loss to the environment is minimized by employing thermal insulation, which are designed for stead state operations. For these cases, due to high axial velocities, the flow is typically turbulent, and the dominant heat transfer mechanism is due to convection forced. However, during maintenance operation of some equipment, the production can be interrupted and the stagnant fluid in the interior of the line tends to cool down and it can reach a critical temperature. During this cooling, in the absence of pumps, the process of natural convection begins to dominate. The present work analyzes the heat transfer process after flow shutdown, considering the effect of the natural convection, as well as the influence in the thermal transient of the thermal capacity of the duct wall and insulation layers. Initially, it is considered that the axial flow is set to rest very quickly and a two-dimensional model of the transversal section of the duct is employed, using three typical products: light oil, heavy oil and pressurized gas. The velocity and temperature filed are obtained using the numerical software FLUENT, considering the hypothesis of Boussinesq to evaluate the natural convection. The cooling rate is compared with the forecast of a unidimensional model in the axial direction based on empirical correlations, function of the flow regime, to evaluate the heat transfer between the fluid and the duct wall. Good agreement is obtained between the solutions of the 2-D model and the pipeline central cross section of the 1-D model. However, as the axial variations for the gas case are significant, for this product, a three-dimensional model also was analyzed, where it was considered the effects of the forced and natural convection. Additionally, the hypothesis of Boussinesq was eliminated, and the ideal gas equation was considered.