[pt] Uma análise experimental é desenvolvida para avaliação da transferência de calor durante a fusão ao redor de um cilindro isotérmico vertical imerso em um meio de mudança de fase. A posição e forma da interface sólido-líquido é determinada como função do tempo, para diferentes temperaturas do cilindro. A relação altura/diâmetro é de cinco, para comparação com resultados já existentes. A faixa de Número de Stefan investigado foi de 0,017 a 0,33 o que equivale a uma faixa de Número Rayleigh de 7x10 elevado a quarta potência a 2x10 elevado a sexta potência. Os dados obtidos foram utilizados para a determinação dos números de Nusselt locais na interface e médios para a superfície do cilindro. A dependência da massa fundida com o tempo foi também determinada, parametrizada por Rayleigh. Soluções do problema de fusão sem os efeitos de convecção natural (Problema tipo STEFAN) foram obtidos via método de elementos finitos e estes resultados foram comparados com os dados experimentais obtidos. Isto permitiu a determinação do tempo quando os efeitos de convecção natural tornam-se importantes. Comparações com resultados numéricos publicados, para a mesma condição física, foram desenvolvidas obtendo excelentes concordâncias. / [en] An experimental investigation was performed to determine heat transfer coefficients during the outward melting of a phase-change material (PCM),maintained at its fusion temperature, around an isothermal cylinder positioned vertically. The position and shape of the Solid-liquid interface were determined as a function of time, for diferent temperatures of the cylinder. The ratio height-to-diameter of the cylinder was chosen to be five, in order to allow comparisons with available results. The Stefan number range investigated was 0,017 - 0,33 corresponding to a Rayleigh number variation from 7x10 to the fourth power to 2x10 to the sixth power. The data obtained was used in the determination of local Nusselt numbers for the interface and average Nusselt numbers for cylinder surface. The dependence of the molten mass on time was also determined, for several combinations of the relevant parameters. Solutions of the axisymmetric melting problem without natural convection effects (Stefan-like problem) were obtained via finite-element analysis. These numerical results were compared with the experimental data, which permitted the determination of times when the natural convection effects in the liquid region become of importance. The experimental data were compared with the results of an available numerical analysis of the same physical situation, and excellent agreement was obtained.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:33303 |
| Date | 19 March 2018 |
| Creators | ANTONIO CESAR PINHO BRASIL JUNIOR |
| Contributors | PAULO ROBERTO DE SOUZA MENDES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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