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Title: Transferência de calor no escoamento em meios porosos: análise por parâmetros concentrados melhorados
Authors: Pedrosa, Eduardo Corrêa
metadata.dc.contributor.advisor: Sphaier, Leandro Alcoforado
metadata.dc.contributor.advisorco: Braga Junior, Nelson Rodrigues
metadata.dc.contributor.members: Pinheiro, Isabela Florindo
Kanizawa, Fabio Toshio
Issue Date: 19-Sep-2017
Abstract: Este trabalho busca propor formulações para um problema de transferência de calor em meio poroso formado por esferas homogêneas de simplicidade matemática comparável à da abordagem clássica, mas cujas soluções melhor se aproximem da exata. Inicialmente é feita uma análise do caso de uma esfera imersa em fluido à temperatura constante e, através da Técnica das Equações Integrais Acopladas (TEIA), são obtidas diferentes soluções aproximadas, para cada uma sendo definido o parâmetro número de Biot modificado. Essas formulações são comparadas à clássica e à exata para diferentes combinações dos valores de Biot e geração interna das esferas e observa-se que a de maior ordem (H2,1/H0,0) apresenta erros consideravelmente menores que a clássica mesmo com números de Biot crescentes. Em seguida, é apresentado o problema em que a temperatura do fluido é variável e feita sua discretização por volumes finitos para a obtenção de soluções numéricas. Utilizam-se os números de Biot modificados do primeiro caso para a obter modelos para o segundo. Estes são comparados ao clássico para diferentes combinações de valores do Biot e da geração. É observado que esses modelos são fisicamente plausíveis e fornecem soluções similares à clássica, mas têm desvios crescentes com o aumento de Biot.
metadata.dc.description.abstractother: The present work aims to propose formulations for a heat transfer problem in porous media composed of homogeneous spheres of mathematical simplicity comparable to that of the classical approach, which solutions, however, better approximate the exact one. At first, the case of a sphere immersed in a constant temperature fluid is analyzed and, by the Coupled Integral Equations Approach (CIEA), approximate solutions are obtained and, for each one, the modified Biot number parameter is defined. These formulations are compared to the classical and to the exact one for different sets of Biot number and sphere’s volumetric generation and it is noted that the higher order formulation (H2,1/H0,0) shows considerably lower error than the classical even for increasing Biot. Then, the problem with time-dependent fluid temperature is presented and its discretization by control-volume formulation is done to yield numerical solutions. The modified Biot numbers from the first case are used to obtain models for the second one. These are compared to the classical for different sets of Biot and generation. It is noted that these formulations are physically plausible and yield solutions similar to the classical, but deviate from it with increasing Biot number.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/4548
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