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Grupo de Energia e Ciências Térmicas da UFPR

Aulas Nr 1 e 2 Introdução a simulação de sistemas físicos Prof. José V. C. Vargas. Grupo de Energia e Ciências Térmicas da UFPR. MODELAGEM, SIMULAÇÃO E OTIMIZAÇÃO. O MODELO DE ELEMENTOS DE VOLUME.

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Presentation Transcript

  1. Aulas Nr 1 e 2 Introdução a simulação de sistemas físicos • Prof. José V. C. Vargas Grupo de Energia e Ciências Térmicas da UFPR

  2. MODELAGEM, SIMULAÇÃO E OTIMIZAÇÃO

  3. O MODELO DE ELEMENTOS DE VOLUME VARGAS, J. V. C. ; STANESCU, G. ; FLOREA, R. ; CAMPOS, Marcos Carvalho . A numericalmodel to predictthethermalandpsychrometricresponseofelectronic packages. AsmeJournalofElectronicPackaging, v. 123, n. 3, p. 200-210, 2001. DILAY, E., VARGAS, J. V. C., SOUZA, J. A., ORDONEZ, J. C., YANG, S., MARIANO, A. B. A volume elementmodel (VEM) for energysystems engineering. InternationalJournalof Energy Research, 2014, in print.

  4. Modelo de Trocador de Calor Regenerador

  5. Modelo de Trocador de Calor Regenerador

  6. Modelo de Trocador de Calor Regenerador Sistema 1: grade metálica do regenerador e tubo (parte sólida – em preto na Figura) Hipóteses: • Grade soldada com tubo interno • Grade não tem contato físico direto com o tubo externo Aplica-se a 1ª Lei da Termodinâmica ao sistema 1, de acordo com o diagrama da Figura, obtendo a seguinte equação:

  7. Modelo de Trocador de Calor Regenerador A porosidade é um parâmetro importante no modelo porque afeta a resposta térmica do regenerador. É possível expressar as áreas nas Equações como funções da porosidade, da seguinte maneira: . A massa total do EV j é expressa como uma função do volume total de grade e tubo no EV j, como se segue: . As condições de contorno são definidas por: Primeiro elemento de volume (célula): Último elemento de volume (célula):

  8. Modelo de Trocador de Calor Regenerador Sistema 2: fluido quente em movimento (em amarelo na Figura) Aplica-se a 1ª Lei da Termodinâmica ao sistema 2, de acordo com o diagrama, e adotando variáveis sem subscrito para se referir ao fluido quente, obtém-se a seguinte equação:

  9. Modelo de Trocador de Calor Regenerador Sistema 3: fluido interno em movimento (em cinza na Figura) Aplica-se a 1ª Lei da Termodinâmica ao sistema 3, de acordo com o diagrama da Fig. 8.7, obtendo a seguinte equação: . As condições de contorno são:

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