Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:38:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2015 / Neste trabalho, a transferência de calor ou massa ao redor de partículas fluidas esféricas e distorcidas escoando a números de Re moderados (até,aproximadamente, Re = 80), é estudada através do método Volume-of-Fluid, visando o desenvolvimento de uma relação de fechamento para a transferência de calor ou massa no contexto do Modelo de Dois Fluidos.Os números de Nusselt Nu para partículas fluidas são comparados comas correlações usuais presentes na literatura, buscando validar o modelo numérico desenvolvido. Da abordagem adotada no trabalho, baseada na modelagem detalhada da transferência de calor interfacial, é possível analisar a estrutura local do escoamento e do campo térmico ao redor das partículas fluidas, permitindo uma melhor compreensão do efeito da deformação da partícula nos coeficientes de transferência global de calor.É mostrado que a distribuição do fluxo de calor interfacial é alterada pelo formato da partícula, que afeta de maneira significativa o escoamento eo campo de temperaturas ao seu redor e, consequentemente, na transferência de calor total. Além disso, o efeito do aumento da densidade de área interfacial, em função da deformação da partícula, na transferência interfacial de calor total é analisada. Novas correlações são propostas para a transferência de calor interfacial através dos números de Nu eSh, dependentes do número de Eötvös (Eo). Uma correção, também dependente de Eo, é proposta para a correção da densidade de área interfacial, devendo ser incluída nas relações de fechamento dos termosd e transferência de calor ou massa presentes nas equações do Modelo de Dois Fluidos. Um estudo de caso simplificado é apresentado para uma coluna de bolhas, mostrando o impacto da distorção das partículas fluidas na transferência de massa global. <br> / Abstract : In this work, the interfacial heat transfer in spherical and distortedfluid particles, flowing at Re numbers up to 80.0, is studied through theVolume-of-Fluid approach, aiming the development of closure relationsfor the interfacial heat and mass transfer, in the context of the Two-FluidModel. TheNusselt numbers of spherical particles are compared with theusual correlations presented in literature to validate the numerical model.From the approach adopted in this work, based on the detailed modelingof the interfacial heat transfer process, it is possible to analyze the localflow structure and thermal field around the fluid particles, providing abetter understanding of the effect of the particle deformation on theglobal heat transfer coefficients. It is shown that the interfacial heat fluxdistribution is affected by the particles shape, which substantially affectsthe flow and thermal fields around the fluid particles and, consequently,the total heat transfer rate. In addition, the effect of the increase of theinterfacial area density, due to particle deformation, on the total heattransfer is analyzed. New correlations are proposed for the interfacialheat transfer through the Nu and Sh numbers, which become dependenton the Eotvos number (Eo). An additional correction, also dependent onthe Eo number, is proposed for the interfacial area density correction,which should be included in the closure of the interfacial heat or masstransfer terms in the Two-FluidModel equations. A simplified case studyis presented for a bubble column to show the impact of the fluid particlesdistortion on the global interfacial mass transfer.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/169288 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Cerqueira, Rafael Franklin Lázaro de |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Paladino, Emilio Ernesto |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 130 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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