Estudo de mudança de fase em geometria plana aletada incluindo os efeitos convectivos

Este trabalho apresenta uma metodologia que foi elaborada para a solução de problemas de mudança de fase, através do método de elementos finitos, na qual se considera a convecção natural no meio fluido. Diversos métodos de solução tanto para o problema de mudança de fase como de convecção natural foram avaliados, procurando identificar os mais adequados. Os métodos apresentados foram validados separadamente permitindo, desta forma, a avaliação detalhada do seu comportamento sob os mais diferentes aspectos e, principalmente, a sua eficiência na solução do problema considerado. Depois disto, é resolvido um problema genérico que envolve tanto os fenômenos de mudança de fase como convecção natural. Os resultados assim obtidos permitiram a validação do modelo genérico através da sua comparação com resultados previamente publicados na literatura. Após a etapa de validação, o modelo completo, que engloba mudança de fase e convecção natural, é aplicado a uma geometria aletada típica de armazenadores térmicos. Alguns resultados que permitem a avaliação de diversos parâmetros de influência em projetos deste tipo são apresentados e analisadosThis work presents a new formulation, based on the finite elements method approach, for the solution of phase change problems with natural convection in the fluid phase. Several methods of solution for the problems of phase change and natural convection are evaluated. These methods were validated and a detailed evaluation of its behavior under different aspects and, mainly, its efficiency in the solution of the proposed problem were equaly evaluated. A generic problem which involves the phase change and natural convection phenomenon is solved. The obtained results allowed the validation of the generic model through comparison with results previously published. Consequently, the phase change problem with natural convection is applied to a typical finned geometry used in thermal control and storage units. Additional results that evaluate the influence of some parameters in this kind of equipment are presented and analyze