Dissertação
Numerical simulation of water freezing in low temperature reservoir of a heat pump EVALUATED
Este trabalho apresenta simulações numéricas do congelamento de água em torno de um tubo horizontal, típico de um tanque de água utilizada como fonte fria numa bomba de calor. Este tipo de instalação é um conceito relativamente novo e em desenvolvimento de aquecimento de gelo, que permite coletar durante o Inverno uma quantidade significativa de calor através do congelamento da água. Isso permite usar, durante o Verão, a água congelada para fins de arrefecimento. O objetivo do trabalho foi determinar a natureza quantitativa e qualitativa do congelamento sob várias condições que podem ocorrer num tanque de água, pois o congelamento nesse tipo de instalação tem muitas restrições. As simulações foram realizadas no software Ansys Fluent 2022 R1 através do módulo Solidification and Melting. Foram feitas simulações para dois casos: escoamento de glicol através do tubo e simulação não estacionária do congelamento da água em torno da seção transversal do tubo. A taxa de transmissão de calor para o escoamento do glicol foi determinada na primeira simulação, enquanto a taxa do congelamento e as respetivas características foram estudadas na segunda simulação. Os resultados obtidos permitiram determinar um limite inferior do tempo de congelamento de um dado volume de água e avaliar a influência do material do tubo. Além disso, foi estimado o comprimento de tubo necessário para obter 1 kW de potência. Por fim, foram feitas recomendações para trabalho futuro.
novembro 28, 2022, 11:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Catedrático