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Previous issue date: 2017-08-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A radia??o t?rmica ? um mecanismo de transfer?ncia de calor muito importante em processos
que envolvem gases participantes, como CO2 e H2O, em temperaturas elevadas.
Contudo, a solu??o exata linha-por-linha da transfer?ncia de calor por radia??o em gases
participantes ? computacionalmente dispendiosa. Uma das formas de abordagem para
esse tipo de problema consiste na utiliza??o dos m?todos de distribui??o-k, como o FSK e
SLW, os quais s?o exatos quando aplicados a meios uniformes, mas possuem limita??es no
tratamento de meios n?o-uniformes. A aplica??o do m?todo FSK a meios n?o-uniformes
requer a ado??o da hip?tese de k-correlacionado (resultando no m?todo FSCK, Full spectrum
correlated-k). Isso resulta em um erro devido ao fato dos coeficientes de absor??o
de meios reais n?o serem verdadeiramente correlacionados. Diante disto, este trabalho
prop?e e investiga uma nova abordagem para considerar meios n?o-uniformes utilizando
o m?todo FSK e que n?o requer a hip?tese de k-correlacionado. O m?todo FSK aplicado
em conjunto com a abordagem proposta foi denominado FSAK, (Full spectrum averagedk).
Com o objetivo de demonstrar a aplica??o do novo m?todo e analisa-lo, o mesmo foi
utilizado na solu??o de uma s?rie de casos teste envolvendo gases compostos por CO2 e
esp?cies n?o participantes. Os resultados obtidos com o m?todo FSAK foram mais precisos
na presen?a de gradientes de temperatura e concentra??o das esp?cies qu?micas mais
elevados, condi??es em que o FSCK torna-se menos preciso. Tamb?m verificou-se que
o uso de diferentes procedimentos para o c?lculo do coeficiente de absor??o do m?todo
FSAK resultam em significativas diferen?as entre os resultados, demonstrando que diferentes
procedimentos para o c?lculo desses coeficientes podem levar a diferentes n?veis
de precis?o, indicando que procedimentos para o c?lculo da m?dia que tornem o m?todo
mais preciso poder?o ser encontrados em futuros trabalhos de pesquisa. / Thermal radiation is a very important mechanism of heat trasnfer in processes that contains
participating gases, as CO2 and H2O, at high temperature. However, exact lineby-
line solution of radiation heat transfer in participating media is highly computer time
consuming due to the dependence of the radiative properties with the wavenumber. A
manner to approach such a problem is employing k-distribution methods, as FSK and
SLW, which are exact when applied to uniform media, but have limitations in the treatment
of non-uniform media. The application of the FSK method to non-uniform media
requires the k-correlated assumption (resulting in the FSCK method). This leads to error
due the fact that the absorption coefficients of real media are not truly correlated. Therefore,
this work proposes and investigates a new approach to solve non-uniform media
using the FSK method and which does not require the k-correlated assumption. The FSK
method applied with this new approach was labeled FSAK (Full spectrum averaged-k distribution).
The method was used to solve a series of problems involving gases composed
of CO2 and non-participating species. The results obtained with the FSAK method were
more accurate when temperature and species mole fraction gradients where high. It has
also been verified that different procedures can be used to average the absorption coefficient,
and that the procedure highly influences the accuracy of the results, indicating that
averaging procedures to increase the method accuracy could be found in further research
works.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/24225 |
| Date | 07 August 2017 |
| Creators | Bruno, Alexandre Barbosa |
| Contributors | 90795636091, Cavalcanti, Eduardo Jos? Cidade, 13685269852, Fran?a, Francis Henrique Ramos, 13661011898, Maurente, Andr? Jesus Soares |
| Publisher | PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM ENGENHARIA MEC?NICA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| 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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