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https://repositorio.ifba.edu.br/jspui/handle/123456789/954| metadata.dc.type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Título: | Análise numérica da influência da rugosidade na perda de carga em um trocador de calor casco e tubo |
| metadata.dc.creator: | Meira, Lucas Rocha de Souza |
| metadata.dc.contributor.advisor1: | França, Arthur Gomes Lima |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Rocha, Márcio Andrade |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Assis, Raimison Bezerra de |
| metadata.dc.contributor.referee3: | Ramos, Marcus Vinícius Pascoal |
| metadata.dc.description.resumo: | Os trocadores de calor são equipamentos utilizados na transferência de energia térmica entre fluidos que possuem diferentes temperaturas. Eles são amplamente utilizados na indústria para o aquecimento ou resfriamento de fluidos em processos de produção. No entanto, a rugosidade superficial das paredes causa perdas de carga, impactando direta mente no desempenho e na eficiência energética do equipamento. O presente trabalho tem como objetivo analisar numericamente a influência da rugosidade superficial na perda de carga que ocorre ao longo das tubulações em um trocador de calor do tipo casco e tubo. A metodologia utilizada neste estudo consiste na modelagem geométrica do trocador de calor casco e tubo, utilizando o SolidWorks, software CAD (do inglês, Computer-Aided Design) para construir um modelo 3D do equipamento com base em suas dimensões e características reais. Em seguida, o modelo foi importado para o software de simulação Ansys Fluent, no qual foram definidos os parâmetros físicos e as condições de contorno para a realizar a simulação CFD (do inglês, Computational Fluid Dynamics) com o intuito de avaliar o impacto de diferentes níveis de rugosidade na perda de carga de um trocador de calor e comparar os resultados com modelos analíticos consolidados. A expectativa deste estudo é a obtenção de informações relevantes sobre a influência da rugosidade su perficial na perda de carga em um trocador de calor casco e tubo de tubos concêntricos, operando em contracorrente com um passe no casco e no tubo. Espera-se que os dados obtidos sirvam como base para uma análise crítica e cuidadosa do desempenho desse tipo de equipamento. Além disso, a compreensão da relação entre a rugosidade e a perda de carga permitirá a identificação de medidas que podem ser tomadas para minimizar a perda de carga e melhorar a eficiência energética do equipamento. Em conclusão, a análise nu mérica por meio do software de simulação Ansys Fluent, aliada à validação por métodos analíticos, permitirá uma avaliação mais precisa e detalhada da influência da rugosidade superficial na perda de carga em trocadores de calor casco e tubo, contribuindo, assim, para o desenvolvimento de soluções mais eficientes para a indústria. |
| Resumo: | Heat exchangers are devices used to transfer thermal energy between fluids with diffe rent temperatures. They are widely used in industry to heat or cool fluids in production processes. However, the surface roughness of the walls causes pressure losses, directly impacting on the performance and energy efficiency of the equipment. The aim of this work is to numerically analyze the influence of surface roughness on the pressure drop that occurs along the pipes in a shell-and-tube heat exchanger. The methodology used in this study consists of geometric modeling of the shell-and-tube heat exchanger, using SolidWorks, software CAD (Computer-Aided Design) to build a 3D model of the equip ment based on its actual dimensions and characteristics. The model was then imported into the simulation software Ansys Fluent, where the physical parameters and boundary conditions were defined in order to carry out a CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation to assess the impact of different levels of roughness on the pressure drop of a heat exchanger and compare the results with consolidated analytical models. The aim of this study is to obtain relevant information on the influence of surface roughness on pres sure drop in a shell-and-tube heat exchanger operating in countercurrent with one pass in the shell and one in the tube. It is expected that the data obtained will serve as the basis for a critical and careful analysis of the performance of this type of equipment. In addition, understanding the relationship between roughness and pressure drop will enable the identification of measures that can be taken to minimize pressure drop and improve the energy efficiency of the equipment. Therefore, numerical analysis using the simulation software Ansys Fluent, combined with validation using analytical methods, will enable a more precise and detailed assessment of the influence of surface roughness on pressure drop in shell and tube heat exchangers, thus contributing to the development of more efficient solutions for industry |
| Palavras-chave: | Ansys Fluent CFD Fator de Atrito Fluidos Darcy-Weisbach |
| metadata.dc.subject.cnpq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
| metadata.dc.language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Editor: | Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia |
| metadata.dc.publisher.initials: | IFBA |
| metadata.dc.publisher.department: | Departamento de Ensino Superior/Bacharelado |
| metadata.dc.rights: | Acesso Aberto |
| URI: | https://repositorio.ifba.edu.br/jspui/handle/123456789/954 |
| Data do documento: | 12-Dez-2023 |
| Aparece nas coleções: | Trabalhos de Conclusão de Cursos (TCCs) - Jequié |
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