Orientador: Kamal A. R. Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T01:57:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MicaroniNeto_Franco_M.pdf: 5213508 bytes, checksum: e8c2adb85dc9e1a8f2d71ce32a728400 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Diversas formas construtivas são empregadas na construção de armazenadores de calor latente. Em sistema de ar condicionado é muito comum o emprego de armazenadores do tipo gelo-sobre-serpentinas. Esses armazenadores apresentam algumas características próprias e são poucos os estudos encontrados na literatura sobre esse tipo de armazenador. A condução de calor axial no material de mudança de fase e no fluido de transferência de calor foi desprezada. A temperatura de entrada do FTC é considerada constante. O acoplamento do problema de mudança de fase com a transferência de calor para o FTC é obtido fazendo-se um balanço de energia em um elemento do fluido. O coeficiente convectivo do FTC é calculado através de fórmulas que aproximam resultados numéricos para fluxo em tubos curvos. A convecção natural no MMF é desprezada. O modelo numérico é obtido através da formulação por diferenças finitas com esquema de três-niveis-tempo para o incremento de tempo. No modelo bidimensionalo coeficiente convectivo é função da direção periférica. No modelo unidimensionala parede da serpentina é substituída por uma resistência equivalente e o coeficiente convectivo é constante na direção periférica. O modelo foi considerado bom para simular o processo de carregamento do armazenador. Os resultados mostram a influência da condutividade da parede, número de Biot, natureza do FTC, temperatura de entrada do FTC, e parâmetros próprios desse tipo de armazenador como o número de Nusselt médio axial e o número de Nusselt periférico. Os resultados desse trabalho são importantes porque mesmo não solucionando totalmente o problema devido a sua complexidade fornece as informações necessárias para que soluções numéricas e analíticas mais simples sejam aplicadas com bons resultados / Abstract: Several constructive form are used to build latent heat storages. In air conditioning systems, the use of ice-on-coil type storage is very common. These storages have some particular characteristics and few studies are found in literature on this type of storages. Heat conduction parallel to the tube axes and the effects ofaxial changes in the temperature of the heat transfer fluid (HTF) was neglected. The HFT input temperature is considered constant. The coupling of the problem of phase change with heat transfer to the HFT is achieved by performing an energy balance in a fluid elemento The HFT convective coefficient is calculated by formulas which approximate the numerical results for flow in curved pipes. Natural convection in PCM is neglected. The numerical model is obtained by the formulation by finite-differences with a three-time-Ievel scheme for the time increment. In the two-dimensional model, the convective coefficient is a function of the peripheral coordinate. In the one-dimensional model, the coil wall is replaced by an equivalent thermal resistance and the convective coefficient is constant in the peripheral direction. The model was considered adequate to simulate the charging period of the storage. The results show the influence of the conductivity of the wall, Biot number, nature of HFT, input temperature of HFT, and specific parameters of this type of storage with the mean axial Nusselt number and the peripheral Nusselt number. The results of this work are important because, although they do not solve the problem thoroughly due to its complexity, they provide the information required for simpler numeric and analytical solutions can be applied with good results / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T09:00:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RaqueldaCunhaRibeiroda_M.pdf: 5023080 bytes, checksum: 903e427adb9c620ee58193ecd5ca7371 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O armazenamento de calor na forma de calor latente representa uma alternativa de grande potencial em sistemas intermitentes e de conservação. Uma das geometrias menos exploradas na literatura e no campo de aplicação é a geometria cilíndrica com aletas fixadas radialmente ao longo do tubo. As aletas neste caso representam dispositivos para aumentar a taxa de transferência de calor e assim a solidificação do PCM. Com o intuito de aumentar ainda mais a taxa de solidificação do PCM, a inserção de um promotor de turbulência ao longo do tubo, provoca maior agitação e turbulência que por sua vez aumenta o coeficiente de troca de calor e assim a taxa de solidificação do PCM. Assim este estudo visa investigar as influências dos parâmetros geométricos e operacionais sobre a velocidade da interface, tempo de solidificação completa e massa total solidificada e conseqüentemente a energia total armazenada. Na investigação experimental foram testados tubos com diversas aletas variando os diâmetros de 40 a 180 mm, várias vazões de fluido secundário e várias temperaturas de operação com e sem promotor de turbulência e com e sem aletas com o objetivo principal de quantificar os efeitos das aletas e promotor de turbulência sobre a taxa de solidificação ou velocidade da interface, tempo de solidificação completa e a massa solidificada total. Um programa numérico foi adaptado para simular o processo de solidificação em torno de tubo horizontal com aletas radiais. As medidas experimentais são usadas para validação do modelo e confirmar a possibilidade de sua utilização na previsão de desempenho desse tipo de arranjo de tubos. As medidas e as previsões numéricas mostram boa concordância estabelecendo assim a validade do modelo proposto / Abstract: The heat storage in the form of latent heat represents an alternative of great potential in intermittent systems and conservation. One of the geometries less explored in literature and in the field of application is to use a cylindrical geometry with radial fins fixed along the tube. The fins in this case represent devices to increase the rate of heat transfer and thus the solidification of the PCM. In order to further increase the rate of solidification of PCM, the insertion of a promoter of turbulence along the tube, causing further unrest and turmoil, which in turn increases the coefficient of heat exchange and thus the rate of solidification of PCM . So this study aims to investigate the influences of geometric and operational parameters on the interface speed, time to complete solidification and the total mass solidified and therefore the total energy stored. In the experimental investigation were tested with several fins tubes ranging from 40 to 180 mm, number of secondary fluid flow rates and various operating temperatures with and without turbulence promoter and with or without flaps with the main objective to quantify the effect of fins and promoter turbulence on the solidification rate or interface speed, time to complete solidification and total mass solidified. A numerical program was adapted to simulate the process of solidification around horizontal tube with radial vanes. The experimental measurements are used to validate the model and confirm the possibility of its use in forecasting performance of such an arrangement of tubes. Measurements and numerical predictions show good agreement thus establishing the validity of the proposed model / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica