Coletores de tubo evacuado apresentam melhor desempenho que os coletores planos, para operação em altas temperaturas. Os coletores solares tubulares isolados com vácuo podem operar basicamente com 4 configurações. A configuração estudada neste trabalho consiste em um coletor tubular preenchido diretamente com água (water-in-glass). O objetivo deste trabalho é investigar o efeito de soluções em regime transiente em relação às soluções obtidas com a hipótese de regime permanente. O estudo é realizado através de simulação numérica por CFD. O modelo numérico é tridimensional e é composto pelas equações da conservação da massa, quantidade de movimento e energia. A malha computacional é do tipo hexaédrica, com refinamento nas regiões de maiores gradientes térmicos e fluidodinâmicos. O modelo numérico foi validado com resultados numéricos da literatura na condição de regime permanente e uma boa concordância entre eles pode ser observada. Uma análise transiente, para um período de 12 horas, com fluxo de calor variável foi realizada. São apresentados campos de temperatura e velocidade, bem como perfis de vazão mássica ao longo do tubo para diversos horários. Os resultados mostram que os campos de temperatura e velocidade são influenciados pela intensidade de radiação em diferentes horários, bem como o perfil de vazão mássica e de temperatura média do escoamento ascendente. No entanto, pelo menos para às 12 h os resultados obtidos em regime transiente e regime permanente não apresentaram diferenças visíveis.
<p> </p><div><p>No Brasil, a energia hidráulica é a principal fonte de geração de energia elétrica. Apesar da tendência de aumento na utilização de outras fontes, a energia hidráulica continuará sendo a principal fonte na matriz energética. A eficiência de uma usina hidrelétrica pode ser afetada pelas condições de alimentação de água para sua tomada d’água. A formação de vórtices a montante das tomadas d’água são causas de perda de eficiência e podem causar danos nas instalações. O objetivo deste trabalho é estudar o fenômeno de formação de vórtices em tomadas d’água de hidrelétricas por meio de simulação numérica tridimensional com o software comercial ANSYS-CFX, com base nos estudos realizados em modelo experimental pelo IPH-UFRGS. Foram analisados casos com diferentes submergência e vazão volumétrica. O modelo matemático é composto pelas equações da conservação da massa e quantidade de movimento do campo médio, equação da fração volumétrica, equações do modelo de turbulência, assim como de suas respectivas condições de contorno e iniciais. Os resultados mostram que o modelo numérico é capaz de reproduzir a formação de vórtices em tomadas d’água, conforme observado no modelo experimental.</p></div><p><span style="font-family: Times New Roman;"><br /></span></p>
In the past decades, several experimental investigations performed to the hydrodynamics and heat transfer in microscale laminar flow have showed divergences to the Darcy friction factor and the Poiseuille and Nusselt numbers, when the results obtained for the same ones were compared to those provided by classical theory. There are reports of deviations to the Darcy friction factor and the Poiseuille and Nusselt numbers attributed to geometric imperfections at the cross-section of the microchannels. The aim of this numerical study is to analyze how the hydrodynamic and heat transfer characteristics in single-phase laminar flow, of a fluid with constant thermophysical properties, can be affected by imperfections at the cross-section of the microchannels. The results obtained for single-phase laminar flow of water in microchannels with imperfections at the cross-section are compared to those obtained for a geometrically perfect microchannel through Poiseuille and Nusselt numbers. Deviations at Poiseuille and Nusselt numbers due to imperfections at the cross-section of the microchannels were verified. The results showed that Nusselt number is more sensitive to shape of the cross-section of the microchannels than Poiseuille number. This study showed that knowledge about the geometrical shape of the cross-section of the microchannels is important to determine properly the hydrodynamic parameters of the flow, such as Poiseuille number. This study was carried out through computational fluid dynamics (CFD) and the numerical model made up by mass conservation, Navier-Stokes and energy equations.
Reversed Tainter gates are often used to control flow in the filling and emptying locks navigation systems of high fall. High speeds and pressure fluctuations may occur in the flow downstream of these gates, the flow cavitation may occur, damaging the structure. One way proposed to mitigate this problem is through geometric changes in the channel downstream of the gate. In this study was analyzed using CFD the effect of an expansion in the roof and the base of the conduit, followed by a straight section and a subsequent contraction until returning to the original geometry. It was observed that the pressure at the base of the conduit increases with the modification, however peaks of positive and negative pressures occur due to the shape change of the geometry of the corners not be smooth. The size of recirculation downstream of the gate increases with the geometrical alteration, increasing the distance required for pressure recovery.
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