Estudo comparativo de modelos para armazenamento de calor em leitos fixos

Orientador: Kamal A. R. IsmailDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: Este trabalho apresenta resultados comparativos de uma investigação numérica de quatro possíveis modelos de predição de desempenho térmico de armazenadores de leito fixo e seu projeto térmico. Estes modelos inclem o modelo de Schumann, o modelo com dispersão radial, um modelo que incle a condução de calor axial e o gradiente térmico no interior das partículas e finalmente o'modelo de fase única uni e bidimensional. Para cada um dos modelos foram escritos e testados programas computacionais para avaliar o tempo de processamento para o mesmo conjunto de dados. Os testes de desempenho térmico incluem os efeitos do diâmetro das partículas, porosidade, material da partícula, fluxo mássico, temperatura de entrada e perda de calor pelas paredes do tanque. O comportamento dinâmico da unidade de armazenamento devido a variações transientes em seu fluxo maximo e na temperatura de entrada forma também investigadas. Os resultados apresentados incluem gradiente de temperatura, perda de carga e calor armazenado. Os resultados obtidos são importantes para análise e projeto de unidades de armazenamento térmico em leitos fixosAbstract: This work presents comparative results of a numerical investigation of four possible models for the prediction of thermal performance of fixed bed storage units and their thermal design. These models includes Schumann's model, the radial dispersion model, a model thal include both axial heat conduction in the fluid phase and admits thermal gradient in the solids particles and finally a two dimensional single phase model. For each of these models a computer code was written and tested to evaluente the computing time for same data and analyze any other computational problems. The tests of thermal performance inclued particle size, porosity, particle material, flow rate, inlet tempeature and heat losses form tank walls and extremities. Dynamics behaviour of the storage units due to transient variation in either flow rate or inlet temperature was also investigated. The results presented include temperature gradients, pressure drop and heat storage. The results obtained are very useful for analysis and design of fixed bed storage unitsMestradoTermica e FluidosMestre em Engenharia Mecânic