Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: Materiais de mudança de fase podem ser usados para armazenamento de energia, proteção térmica e muitas outras aplicações industriais e energéticas. Uma das desvantagens desses materiais é sua baixa condutividade térmica reduzindo sua capacidade de receber e liberar calor. Muitos estudos...

Resumo: Materiais de mudança de fase podem ser usados para armazenamento de energia, proteção térmica e muitas outras aplicações industriais e energéticas. Uma das desvantagens desses materiais é sua baixa condutividade térmica reduzindo sua capacidade de receber e liberar calor. Muitos estudos foram dedicados para melhorar a transferência de calor durante a mudança de fase. Um desses métodos é o uso de superfícies estendidas ou aletas para aumentar a transferência de calor. Este trabalho apresenta os resultados de uma investigação numérica onde tubos aletados em conjunto com um tubo liso são submersos em PCM líquido enquanto um fluido frio a temperatura mais baixa que a temperatura de mudança de fase flui dentro do tubo aletado. Um modelo de condução foi usado para representar a transferência de calor com a fase de mudança usando o método de entalpia e esquema de diferenças finitas. Um código numérico desenvolvido foi utilizado para prever a posição da interface, a velocidade da interface e o tempo para mudança completa de fase. As previsões numéricas foram validadas com experimentos realizados no laboratório de Armazenamento Térmico e Tubos de Calor do Departamento de Energia da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), onde uma boa concordância foi encontrada

Abstract: Phase change of material can be used for energy storage, thermal protection and many other industrial and energy application. One of the disadvantages of these materials is their low thermal conductivity reducing its ability to receive and release heat. Many studies were devoted to enhance...

Abstract: Phase change of material can be used for energy storage, thermal protection and many other industrial and energy application. One of the disadvantages of these materials is their low thermal conductivity reducing its ability to receive and release heat. Many studies were devoted to enhance heat transfer during phase change. One method uses extended surfaces or fins to enhance heat transfer. This paper presents the results of a numerical investigation where a finned tube is submersed in the liquid PCM while a cold fluid at lower temperature than the phase change temperature flows inside the finned tube. A conduction model is used to represent the heat transfer with phase change using the enthalpy method and finite difference scheme. The developed numerical code is used to predict the interface position, interface velocity and the time for complete phase change. The numerical predictions were validated against experimental data produced in Thermal Storage and Heat Pipes Laboratory, on the Energy Department of the Faculty of Mechanical Engineering of the University of Campinas (Unicamp) and good agreement was found

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