Transferência De Calor Combinando Radiação E Convecção No Interior De Dutos De Geradores De Vapor Fumotubulares – Marcelo Moraes Galarça

Transferência De Calor Combinando Radiação E Convecção No Interior De Dutos De Geradores De Vapor Fumotubulares – Marcelo Moraes Galarça
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Resumo:

Esta dissertação de mestrado considera a transferência de calor combinando convecção e radiação térmica no escoamento de gases participantes em dutos de seção circular. Partindo de uma metodologia geral; o trabalho enfoca principalmente os casos típicos de aplicação em geradores de vapor fumotubulares de pequeno e médio porte; em que gases em alta temperatura escoam através de um tubo mantido em temperatura uniforme. O escoamento é turbulento e o perfil de velocidade é plenamente desenvolvido desde a entrada do duto. A temperatura do gás; contudo; é uniforme na entrada; considerando-se a região de desenvolvimento térmico. Duas misturas de gases são tratadas; ambas constituídas por dióxido de carbono; vapor d’água e nitrogênio; correspondendo a produtos típicos da combustão estequiométrica de óleo combustível e metano. As propriedades físicas dos gases são admitidas uniformes em todo o duto e calculadas na temperatura de mistura média; enquanto que as propriedades radiantes são modeladas pela soma-ponderada-de-gases-cinzas. O campo de temperatura do gás é obtido a partir da solução da equação bidimensional da conservação da energia; sendo os termos advectivos discretizados através do método de volumes de controle com a função de interpolação Flux-Spline; as trocas de energia radiantes são avaliadas por meio do método das zonas; onde cada zona de radiação corresponde a um volume de controle. Em um primeiro passo; a metodologia é verificada pela comparação com resultados apresentados na literatura para a transferência de calor envolvendo apenas convecção e combinando convecção com radiação. Em seguida; discutem-se alguns efeitos da inclusão da radiação térmica; por exemplo; no número de Nusselt convectivo e na temperatura de mistura do gás. Finalmente; são propostas correlações para o número de Nusselt total; que leva em conta tanto a radiação quanto a convecção. Essa etapa exige inicialmente uma análise dos grupos adimensionais que governam o processo radiante para redução do número elevado de parâmetros independentes. As correlações; aplicáveis a situações encontradas em geradores de vapor fumotubulares de pequeno e médio porte; são validadas estatisticamente pela comparação com os resultados obtidos pela solução numérica.

Detalhes:

  • Categoria: Teses e dissertações
  • Instituição: UFRGS/ENGENHARIA MECÂNICA
  • Área de Conhecimento: ENGENHARIA MECÂNICA
  • Nível: Mestrado
  • Ano da Tese: 2006
  • Tamanho: 1.38 MB
  • Fonte: Portal Domínio Público

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