ESTUDO NUMÉRICO DA SOLIDIFICAÇÃO DE ERITRITOL EM ESFERAS

José Henrique Nazzi Ehms¹; Fábio Andrei Bodnar¹; Rejane De Césaro Oliveski¹

¹ Universidade do Vale do Rio dos Sinos

Resumo

A crescente demanda por recursos energéticos renováveis impulsiona o desenvolvimento de componentes para sistemas térmicos e energéticos. Neste cenário, sendo o eritritol um material com alta capacidade de armazenagem térmica, a análise do comportamento do mesmo em várias temperaturas é de grande valia. Partindo desta premissa, o objetivo do presente trabalho é apresentar um modelo matemático e numérico capaz de reproduzir a solidificação de eritritol em esferas de 10, 20 e 40 mm de diâmetro, sob temperaturas de parede 10, 20 e 30 K abaixo do ponto de fusão do material. Para atingir este objetivo, foi empregado o software Fluent 16.1, considerando a estrutura bidimensional, resolvendo as equações de conservação da massa, quantidade de movimento, energia e de fração volumétrica. O modelo apresenta uma boa concordância com estudo experimental presente na literatura, desta forma, validando-o, e sendo assim adequado à análise da solidificação de outros PCM's em esferas com dimensões diferentes e submetidos a outras temperaturas. Com os resultados obtidos, é possível concluir que a temperatura da parede da esfera é o fator predominante no tempo de solidificação do PCM, sendo que, esta temperatura determina sua eficiência, tornando-se o principal fator observado no seu uso em sistemas térmicos.

Palavras-chave: CFD; Materiais em mudança de fase (PCM); Solidificação; Eritritol