Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/12121
Type: Tese
Title: Formação de geada em superfícies frias
Author(s)/Inventor(s): Falquetto, Paula Lyra
Advisor: Brum, Nísio de Carvalho Lobo
Abstract: A formação de geada é um dos maiores problemas em alguns tipos de equipamentos de refrigeração e bombas de calor e acontece pela deposição progressiva e acúmulo de gelo nas superfícies dos trocadores de calor quando sua superfície fica abaixo de zero, acarretando em problemas significativos na operação dos evaporadores. Muitas das pesquisas existentes concentram-se na compreensão das características da camada de geada e o seu crescimento em placas planas. Em vista disso, o trabalho teve como objetivo prever o comportamento da geada a partir de um modelo físico formado por um sistema de equações diferenciais parciais não-lineares que é resolvido de maneira acoplada. O contorno é considerado móvel a fim de representar o crescimento da geada em cada tempo. A camada de geada é tratada como meio poroso e para isso, usou-se a formulação da média volumétrica local para resolução. Identificou-se que a melhor formulação para o número de Nusselt é a que considerou a rugosidade da geada, representando melhor a transferência de calor por convecção. Na avaliação da expressão da difusividade efetiva, observou-se extrema dependência do valor assumido do fator de resistência à difusão em relação à espessura e massa específica da geada, e a escolha teve grande importância para a validação da simulação com os dados experimentais da literatura. A espessura inicial considerada teve influência a partir de um certo valor e a massa específica inicial influenciou de modo proporcional à medida que foi aumentada.
Abstract: Frost formation is one of the largest problems in some types of refrigeration equipment and heat pumps and occurs by the progressive deposition and ice accumulation on surfaces of heat exchangers when their surface is below zero, leading to significant problems in operation of evaporators. Many of the existing researches concentrate on understanding the characteristics of the frost layer and their growth on flat plates. The objective of this work was to predict the behavior of frost from a physical model formed by a system of nonlinear partial differential equations that are solved in a coupled manner. The boundary is considered mobile in order to represent the growth of the frost in each time of evaluation. The frost layer is treated as a porous medium and the local volume averaging technique was used for resolution. It was identified that the best formulation for the Nusselt number is the one considering the frost roughness, representing the heat transfer by convection in a better way. Evaluating the effective diffusivity expression, it was observed the extreme dependence of the assumed diffusion resistance factor value in relation to the thickness and density of frost, and the choice had great importance for validation of simulation with the experimental data found on literature. The assumed initial thickness had influence from certain value and the initial density influenced in a proportional way as it was increased.
Keywords: Crescimento de geada
Meio poroso
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Nov-2018
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Mecânica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
PaulaLyraFalquetto.pdf3,08 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.