Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T20:34:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 QuispeCrespo_Orlando_M.pdf: 8187262 bytes, checksum: 81101608f4ca01d5516f7d8adfdb547c (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Um estudo experimental e numérico é realizado para a avaliação de bancos de gelo de tipo placas paralelas, importantes para equilibrar a demanda de energia elétrica. Um modelo simplificado é analisado, desenvolvendo um código computacional que é comparado com os dados experimentais. Para a solução das equações governantes é utilizado o método de diferenças finitas. Na discretização do modelo matemático é aplicado o método de malha fixa no domínio de espaço. Uma metodologia completa e detalhada de análise de solidificação, mecanismo fundamental para o armazenamento de energia a baixas temperaturas, é desenvolvida. A transferência de calor é tratada como um problema de condução unidimensional,com temperatura de parede constante ou variando uniformemente em função do tempo. Na fase líquida são desconsiderados os efeitos de convecção. Parâmetros relevantes dos bancos de gelo como: taxas de fluxo de calor superficial,calor armazenado, velocidades e tempos de carregamento, distribuição de temperatura nas fases líquida e sólida são obtidos. Efeitos das variáveis independentes como: temperaturas iniciais da água, temperaturas de resfriamento e espaçamento das placas, sobre os parâmetros relevantes, são quantitativamente mostrados no presente estudo, identificando fatores importantes que estabelecem o melhor desempenho da unidade. Resultados experimentais obtidos para diferentes condições, confirmam a validade do modelo computacional / Abstract: An experimental and numerical study is carried out to evaluate ice banks of parallel plates type. A simplified representative model is analysed, a computational code was developed and compared with experimental results. The finite difference method is used to solve the governing equations. For the mathematical model discretization, the method of fixed grid is used in the space domain. Complete and detailed methodology of the analysis of solidification, fundamental mechanism for the energy storage of low temperature are included. The heat transfer is treated as one dimensional conduction problem, with a constant temperature at the wall or changing uniformly as a function of time. In the liquid phase, the convection effects are not considered. Important parameters of the ice banks such as: superficial heat flux rates, velocity and time of the discharge, temperature distribution in the liquid and solid phases are discussed. Effects of the independent variables such as: water initial temperature, cooling fluid temperature and the spacing between the plates, over the relative parameters are quantitatively illustrated in this study, identifying the key factors to establish the best performance of the unit. Experimental results for different conditions, confirming the validity of the computational model are also included. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Rubens Maciel Filho, Eduardo Coselli Vasco de Toledo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:04:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mariano_AdrianoPinto_M.pdf: 3273115 bytes, checksum: 7578b10a457e163b9f32d529762bc418 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T04:28:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GonzalezBejarano_MarioElias_M.pdf: 3100005 bytes, checksum: 12668e0ddb58dbc3a200122e0c40da4b (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: No presente trabalho estuda-se o fenômeno de mudança de fase de um PCM em placas paralelas que compõe um banco de gelo. Parâmetros importantes como o espaçamento entre as placas, a temperatura da placa, a temperatura do fluido de trabalho e a vazão, são considerados numa faixa variável. Desenvolveu-se um modelo numérico para simular o processo de solidificação com o objetivo de determinar a posição da frente de solidificação e a distribuição de temperaturas na fase sólida, além de avaliar a influência dos parâmetros considerados. As equações governantes, considerando transferência de calor unidimensional, foram discretizadas utilizando o método de diferenças finitas e o esquema modificado de espaço de tempo variável (MVTS) para a resolução da malha computacional. Considera-se a temperatura inicial do PCM igual à da solidificação e com propriedades constantes. A modelagem da solidificação foi feita para os casos de temperatura da superfície da placa constante e variável. Para validar o modelo numérico, foi construída uma bancada experimental onde foram feitos diversos testes com os parâmetros mencionados anteriormente. Os resultados numéricos obtidos foram analisados e comparados. Estes mostraram concordância satisfatória com os resultados experimentais para a modelagem realizada com temperatura da placa variável. Os resultados deste trabalho podem ser utilizados para o projeto de armazenadores de calor latente em geometrias planas / Abstract: In the present work, the phase change phenomenon of a PCM in parallel plates that compose an ice bank is studied. Important parameters such as the gap between the plates, the plate temperature, the temperature and flow of the secondary fluid are considered. A numerical model was developed to simulate the solidification process with the aim of determine the position of the solidification front and the temperatures distribution at the solid phase, moreover, to evaluate the influence of the considered parameters. The governing equations, considering one-dimensional heat transfer, had been discretized using the finite differences method and the modified variable time steps scheme (MVTS) to resolve the computational mesh. The PCM was considered initially at solidification temperature and with constant thermal properties. The solidification model was made for the cases of constant plate temperature and variable temperature. To validate the numerical model, an experimental device was constructed where many tests were carried through with the mentioned parameters. The numerical results were analyzed and compared. These ones show satisfactory agreement with the experimental results for the modeling carried through with variable plate temperature. The results of this work can be used for the project of latent heat storage systems with plain geometries / Mestrado / Engenharia Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica