
Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado
Centro: Tecnológico
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Dimensão Institucional: Pós-Graduação
Dimensão ODS: Ambiental
Tipo do Documento: Dissertação
Título: ESTUDO DE UM MISTURADOR DE CORRENTES TÉRMICAS DE GASES: CONSTRUÇÃO DE UM PROTÓTIPO COM ANÁLISE DE MODELAGEM E SIMULAÇÃO
Orientador
- MARINTHO BASTOS QUADRI
Aluno
- FABIO MIOTTO
Conteúdo
O tratamento de energia térmica de gases, realizado por meio de recuperadores de calor em chaminés, fornos ou equipamentos aquecidos, tem se tornado uma alternativa importante na redução do consumo de combustíveis nas indústrias. a modelagem numérica com fluidodinâmica computacional (cfd), realizada através do software comsol multiphysics® que utiliza elementos finitos na discretização do domínio, é utilizada para predizer o perfil de velocidades e temperaturas no misturador. o escoamento compressível no misturador é governado pela equação da continuidade, de navier stokes da quantidade de movimento e da equação da conservação da energia. neste trabalho os escoamentos turbulentos são preditos pelos modelos de turbulência k-?, já o escoamento não isotérmico em meio poroso, através das equações de brinkman. desenvolveu-se um protótipo misturador de gases com características modulares e flexíveis, composto por um cilindro com uma injeção de ar quente em uma das extremidades e uma injeção lateral de ar a temperatura ambiente, formando um ângulo de 90°, a saída está disposta no lado oposto. nos procedimentos experimentais observa-se variação de parâmetros de velocidade de injeção de ar a temperatura ambiente e ar aquecido, de 0,5 ? u ? 2,5 m/s, em três diferentes temperaturas. um longo transiente de temperatura com 55 min de duração e sucessivas perturbações na vazão é imposto no estabelecimento da corrente quente. perturbações laminares do tipo segregado, vórtex e de imersão são percebidas nos modelos laminares. o incremento na velocidades de injeção dos fluidos desenvolvem uma proporcional melhora no contato entre as camadas dos fluidos. regiões isotérmicas estendidas, desenvolvidas por camadas laminares de fluido, são formadas em baixas velocidades de injeção. a reprodução dos dados experimentais pelo modelo tem desvios menores que 10 °c em módulo para velocidades de fluido frio maiores que 1,0 m/s. a qualidade da mistura, avaliada pelo estudo das curvas de isovalores de temperaturas na saída do modelo, mostra-se proporcional ao aumento das velocidades de injeção. a introdução de um meio fibroso, composto por fibra de vidro na câmara de mistura, apresenta-se como alternativa significante para a melhoria da eficiência de mistura e incremento da inercia térmica em regimes de baixas velocidades de injeção.
Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.58614
ODS 1 | ODS 2 | ODS 3 | ODS 4 | ODS 5 | ODS 6 | ODS 7 | ODS 8 | ODS 9 | ODS 10 | ODS 11 | ODS 12 | ODS 13 | ODS 14 | ODS 15 | ODS 16 |
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3,08% | 3,67% | 4,63% | 4,12% | 3,62% | 4,71% | 28,51% | 4,68% | 6,13% | 3,80% | 10,77% | 5,16% | 6,85% | 3,67% | 3,35% | 3,25% |
ODS Predominates


3,08%

3,67%

4,63%

4,12%

3,62%

4,71%

28,51%

4,68%

6,13%

3,80%

10,77%

5,16%

6,85%

3,67%

3,35%

3,25%