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Previous issue date: 2011-02-18 / Annular flow is the prevailing pattern in transport and energy conversion systems and
therefore, one of the most important patterns in multiphase flow in ducts. The correct
prediction of the pressure gradient and heat transfer coefficient is essential for optimizing
the system s capacity. The objective of this work is to develop and implement a numerical
algorithm capable of predicting hydrodynamic and thermal characteristics for upflow,
vertical, annular flow. The numerical algorithm is then complemented with the physical
modeling of phenomena that occurs in this flow pattern. These are, turbulence, entrainment
and deposition and phase change.
For the development of the numerical model, axial diffusion of heat and momentum
is neglected. In this way the time-averaged equations are solved in their parabolic form
obtaining the velocity and temperature profiles for each axial step at a time, together with
the global parameters, namely, pressure gradient, mean film thickness and heat transfer
coefficient, as well as their variation in the axial direction.
The model is validated for the following conditions: fully-developed laminar flow with
no entrainment; fully developed laminar flow with heat transfer, fully-developed turbulent
flow with entrained drops, developing turbulent annular flow with entrained drops, and
turbulent flow with heat transfer and phase change / O padr?o anular ? uma das morfologias que predominam em sistemas de transporte
e convers?o de energia e, por esse motivo, um dos mais importantes em escoamentos
multif?sicos em dutos. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e
implementa??o de um algoritmo num?rico para predizer as caracter?sticas hidrodin?micas e
t?rmicas para escoamento vertical ascendente em padr?o anular. O algoritmo num?rico ?
complementado com a modelagem f?sica de diferentes fen?menos caracter?sticos deste
padr?o, como a turbul?ncia, o entranhamento e deposi??o e a mudan?a de fase.
Para o desenvolvimento do modelo num?rico se considera que a difus?o da
quantidade de movimento e energia na dire??o axial ? desprez?vel. Assim, as equa??es
m?dias no tempo s?o resolvidas na forma parab?lica, como um problema de marcha no
espa?o, para obter os perfis de velocidade e temperatura para cada posi??o axial, junto com
par?metros globais, como o gradiente de press?o e a espessura m?dia do filme e sua
mudan?a ao longo do duto.
O modelo ? validado, primeiramente, para escoamento laminar plenamente
desenvolvido, sem entranhamento e com transfer?ncia de calor na regi?o de entrada
t?rmica. Em seguida, ? realizada uma valida??o para escoamento turbulento, plenamente
desenvolvido e com gotas entranhadas, escoamento turbulento em desenvolvimento
hidrodin?mico, e, finalmente, escoamento turbulento com transfer?ncia de calor e mudan?a
de fase. Tamb?m se realiza uma compara??o sistem?tica das diferentes correla??es mais
utilizadas na literatura para avaliar o entranhamento de gotas
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/15641 |
| Date | 18 February 2011 |
| Creators | Toledo, Agustina Alvarez |
| Contributors | CPF:00644647922, http://lattes.cnpq.br/1379773445574323, Santos, Adriano dos, CPF:01725826950, Barbosa J?nior, Jader Riso, CPF:01002620740, http://lattes.cnpq.br/3831923954689523, Lima, Jo?o Alves de, Paladino, Em?lio Ernesto |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia Mec?nica, UFRN, BR, Tecnologia de Materiais; Projetos Mec?nicos; Termoci?ncias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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