Análise bidimensional do processo de fusão de um material de mudança de fase em uma cavidade retangular

Abstract

Os materiais de mudança de fase podem ser utilizados em sistemas de armazenamento térmico de diferentes áreas da indústria, desta forma, a sua utilização nos sistemas de armazenamento de energia térmica apresenta-se como uma alternativa interessante para a otimização de uma grande gama de processos industriais. Levando em conta o aspecto inovador da utilização dos materiais de mudança de fase para armazenar/liberar energia na forma de calor latente, objetivou-se neste estudo, analisar numericamente o processo de fusão do eritritol contido em uma cavidade retangular, isto levando em conta a influência de variáveis geométricas, bem como, a temperatura a qual o sistema está submetido. O software comercial ANSYS FLUENT-14, foi utilizado para a execução de todas as simulações numéricas, em regime transiente, necessárias para a resolução do problema apresentado. Diferentes critérios de convergência foram adotados em todas as simulações realizadas. Dois tipos de validação numérica foram aqui realizadas, sendo estas: validação qualitativa e validação quantitativa. Resultados obtidos demonstram que a altura da cavidade não influencia de forma significativamente o tempo de derretimento do material utilizado, contudo, uma grande influência da temperatura da parede de aquecimento foi encontrada no tempo necessário para a completa fusão do material.