O método k-médio em conjunto com o método de distribuição-k para simulações da transferência de calor por radiação em meios participantes não-uniformes

dc.contributor.advisorMaurente, André Jesus Soares
dc.contributor.authorBruno, Alexandre Barbosa
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6489565805251316pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6489565805251316pt_BR
dc.contributor.referees1Cavalcanti, Eduardo José Cidade
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3935651748470976pt_BR
dc.contributor.referees2França, Francis Henrique Ramos
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0130170792157449pt_BR
dc.date.accessioned2017-11-08T21:56:39Z
dc.date.available2017-11-08T21:56:39Z
dc.date.issued2017-08-07
dc.description.abstractThermal radiation is a very important mechanism of heat trasnfer in processes that contains participating gases, as CO2 and H2O, at high temperature. However, exact lineby- line solution of radiation heat transfer in participating media is highly computer time consuming due to the dependence of the radiative properties with the wavenumber. A manner to approach such a problem is employing k-distribution methods, as FSK and SLW, which are exact when applied to uniform media, but have limitations in the treatment of non-uniform media. The application of the FSK method to non-uniform media requires the k-correlated assumption (resulting in the FSCK method). This leads to error due the fact that the absorption coefficients of real media are not truly correlated. Therefore, this work proposes and investigates a new approach to solve non-uniform media using the FSK method and which does not require the k-correlated assumption. The FSK method applied with this new approach was labeled FSAK (Full spectrum averaged-k distribution). The method was used to solve a series of problems involving gases composed of CO2 and non-participating species. The results obtained with the FSAK method were more accurate when temperature and species mole fraction gradients where high. It has also been verified that different procedures can be used to average the absorption coefficient, and that the procedure highly influences the accuracy of the results, indicating that averaging procedures to increase the method accuracy could be found in further research works.pt_BR
dc.description.resumoA radiação térmica é um mecanismo de transferência de calor muito importante em processos que envolvem gases participantes, como CO2 e H2O, em temperaturas elevadas. Contudo, a solução exata linha-por-linha da transferência de calor por radiação em gases participantes é computacionalmente dispendiosa. Uma das formas de abordagem para esse tipo de problema consiste na utilização dos métodos de distribuição-k, como o FSK e SLW, os quais são exatos quando aplicados a meios uniformes, mas possuem limitações no tratamento de meios não-uniformes. A aplicação do método FSK a meios não-uniformes requer a adoção da hipótese de k-correlacionado (resultando no método FSCK, Full spectrum correlated-k). Isso resulta em um erro devido ao fato dos coeficientes de absorção de meios reais não serem verdadeiramente correlacionados. Diante disto, este trabalho propõe e investiga uma nova abordagem para considerar meios não-uniformes utilizando o método FSK e que não requer a hipótese de k-correlacionado. O método FSK aplicado em conjunto com a abordagem proposta foi denominado FSAK, (Full spectrum averagedk). Com o objetivo de demonstrar a aplicação do novo método e analisa-lo, o mesmo foi utilizado na solução de uma série de casos teste envolvendo gases compostos por CO2 e espécies não participantes. Os resultados obtidos com o método FSAK foram mais precisos na presença de gradientes de temperatura e concentração das espécies químicas mais elevados, condições em que o FSCK torna-se menos preciso. Também verificou-se que o uso de diferentes procedimentos para o cálculo do coeficiente de absorção do método FSAK resultam em significativas diferenças entre os resultados, demonstrando que diferentes procedimentos para o cálculo desses coeficientes podem levar a diferentes níveis de precisão, indicando que procedimentos para o cálculo da média que tornem o método mais preciso poderão ser encontrados em futuros trabalhos de pesquisa.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.identifier.citationBRUNO, Alexandre Barbosa. O método k-médio em conjunto com o método de distribuição-k para simulações da transferência de calor por radiação em meios participantes não-uniformes. 2017. 77f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24225
dc.languageporpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectTransferência de calor por radiaçãopt_BR
dc.subjectMeios não-uniformespt_BR
dc.subjectFSKpt_BR
dc.subjectk- correlacionadopt_BR
dc.subjectSimulação computacionalpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApt_BR
dc.titleO método k-médio em conjunto com o método de distribuição-k para simulações da transferência de calor por radiação em meios participantes não-uniformespt_BR
dc.title.alternativeThe averaged-k method for full spectrum k-distribution simulations of radiative heat transfer in non-uniform participating mediapt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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