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Estudo analítico de dimensionamento de tubos capilares

2021Master thesis Open access
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dc.contributor.advisorRibeiro, Leonardo José da Silva
dc.contributor.authorCabral, José Manuel Moreira Pinheiro
dc.date.accessioned2021-07-05T11:54:04Z
dc.date.available2021-07-05T11:54:04Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractNeste trabalho apresenta-se um estudo do escoamento no interior de tubos capilares, usualmente utilizados em sistemas de refrigeração. O estudo visa estabelecer um algoritmo eficaz para o dimensionamento de tubos capilares através de modelos analíticos existentes na literatura, que se regem pelas equações fundamentais, ou através de modelos empíricos. Para tal,são estudados o modelo homogéneo e o modelo de fases separadas, em que a sua resolução é efetuada através de correlações para a viscosidade da mistura bifásica, no caso do modelo homogéneo, e para a fração de vazio, no caso do modelo de fases separadas. Através de dados experimentais presentes na literatura, é desenvolvida uma correlação empírica para o dimensionamento de comprimento de tubo capilar e são realizadas simulações para todos os ensaios experimentais, de forma, a avaliar qual dos modelos, analítico ou empírico, e respetivas correlações obtiveram uma melhor concordância com os valores experimentais. Os melhores resultados são obtidos através do modelo empírico desenvolvido, com um erro percentual absoluto médio de 6,82%, e pelo modelo de fases separadas, através da correlação de Huq e Loth, com um erro percentual absoluto médio de 10,29%. Com o modelo de fases separadas descrito neste estudo, e através da correlação de Huq e Loth, é desenvolvido um programa computacional para o dimensionamento de tubos capilares.pt_PT
dc.description.abstractThis paper presents a study of the flow inside capillary tubes, usually used in refrigeration systems. The objective of the study is to establish an effective algorithm for the design of capillary tubes through analytical models existing in the literature, which are governed by the fundamental equations, or through empirical models. To this end, the homogeneous model and the separated-phase model are studied, and their resolution is performed through correlations for the viscosity of the two-phase mixture, in the case of the homogeneous model, and for the void fraction, in the case of the separated-phase model. Using experimental data from the literature, an empirical correlation is developed for sizing the capillary tube length and simulations are performed for all experimental tests to evaluate which of the models, analytical or empirical, and their respective correlations obtained a better agreement with the experimental values. The best results are obtained by the empirical model developed, with a mean absolute percentage error of 6.82%, and by the separated phases model, through the correlation of Huq and Loth, with a mean absolute percentage error of 10.29%. With the separated phase model described in this study, and through the correlation of Huq and Loth, a computational program for sizing capillary tubes is developed.pt_PT
dc.identifier.tid202736210pt_PT
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10400.22/18078
dc.language.isoporpt_PT
dc.subjectCapilarespt_PT
dc.subjectRefrigeraçãopt_PT
dc.subjectHomogéneopt_PT
dc.subjectBifásicopt_PT
dc.subjectFases separadaspt_PT
dc.subjectCapillarypt_PT
dc.subjectRefrigerationpt_PT
dc.subjectHomogeneouspt_PT
dc.subjectTwo-phasept_PT
dc.subjectSeparated-phasept_PT
dc.titleEstudo analítico de dimensionamento de tubos capilarespt_PT
dc.typemaster thesis
dspace.entity.typePublication
rcaap.rightsopenAccesspt_PT
rcaap.typemasterThesispt_PT
thesis.degree.nameMestrado em Engenharia Mecânica – Energiapt_PT

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