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Estudo do escoamento e transferência de calor em um sistema pneumático de irradiação de amostras (2017)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: OGUMA, MARCELO TERUO - EP
  • Unidades: EP
  • Sigla do Departamento: PME
  • Subjects: TRANSFERÊNCIA DE CALOR; ESCOAMENTO; DINÂMICA DOS FLUÍDOS COMPUTACIONAL; REATORES NUCLEARES; IRRADIAÇÃO
  • Language: Português
  • Abstract: Sistemas pneumáticos de irradiação são instalações utilizadas em reatores nucleares de pesquisa. Sua função principal é de prover um meio rápido de envio de materiais para irradiação em posições localizadas nas proximidades do núcleo do reator. Durante sua utilização, cápsulas contendo os materiais de estudo são enviadas por meio de tubulações utilizando um fluido propulsor gasoso. Ao chegar à posição desejada, a cápsula sofre a exposição à radiação proveniente do reator possibilitando as transformações do material alocado em seu interior, porém como consequência da exposição também ocorre seu aquecimento térmico. Este trabalho estudou de forma numérica, utilizando a dinâmica dos fluidos computacional (CFD) e experimental, por meio de uma bancada de ensaios, o escoamento e transferência de calor durante o processo de irradiação. Os resultados encontrados demonstraram um aquecimento significativo para tempos de irradiação na ordem de 1 minuto considerando uma taxa de geração de calor constante, provocando a elevação da temperatura da cápsula a valores críticos para materiais de fabricação das cápsulas comumente utilizados como o polietileno de alta densidade (PEAD). Além disso, foram levantados os campos de velocidade, pressão e temperatura para o fluido propulsor e água de resfriamento no interior do tubo de irradiação que abriga a cápsula durante sua irradiação e avaliadas as respostas para diferentes modelos de turbulência nas simulações numéricas. Em função dos resultados obtidos concluiu-se que o estudo desenvolvido possibilitou exemplificar o processo de aquecimento das cápsulas e fornecer informações sobre as características do escoamento no interior do tubo de irradiação que abriga as cápsulas durante o processo de exposição.A utilização de diferentes modelos de turbulência nas simulações gerou resultados similares para o caso de estudo, porém pequenas variações em regiões de escoamento próximo à parede e em zonas de recirculação foram encontradas.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 01.02.2017

  • How to cite
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    • ABNT

      OGUMA, Marcelo Teruo; PIMENTA, Marcos de Mattos. Estudo do escoamento e transferência de calor em um sistema pneumático de irradiação de amostras. 2017.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-14032017-134444/pt-br.php >.
    • APA

      Oguma, M. T., & Pimenta, M. de M. (2017). Estudo do escoamento e transferência de calor em um sistema pneumático de irradiação de amostras. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-14032017-134444/pt-br.php
    • NLM

      Oguma MT, Pimenta M de M. Estudo do escoamento e transferência de calor em um sistema pneumático de irradiação de amostras [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-14032017-134444/pt-br.php
    • Vancouver

      Oguma MT, Pimenta M de M. Estudo do escoamento e transferência de calor em um sistema pneumático de irradiação de amostras [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-14032017-134444/pt-br.php

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