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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.1999.tde-05032024-103236
Document
Author
Full name
Luciano Abe
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1999
Supervisor
Committee
Aguiar, Joao Batista de (President)
Hukai, Roberto Yoshiyuti
Tu, Carlos Chien Ching
Title in Portuguese
Análise por elementos finitos de transferência de calor em elementos combustíveis nucleares com diversos formatos de seção transversal.
Keywords in Portuguese
Transferência de calor
Abstract in Portuguese
O formato bicôncavo do glóbulo vermelho sangüíneo humano permite uma difusão de gases para dentro dele mais rápida do que o formato esférico. Como a equação de condução de calor é similar à de difusão, o uso do formato do glóbulo vermelho para a seção transversal do elemento combustível nuclear poderá aumentar a transferência de calor nos reatores nucleares. Nesse trabalho, investigamos esta possibilidade, usando o método dos elementos finitos em uma análise de transferência de calor não-linear do elemento combustível nuclear. Os vários formatos analisados foram obtidos a partir da transformação 'z BARRA' = a cn(w), que usa os parâmetros u, v e m. A partir dos resultados obtidos, conclui-se que o melhor formato, dentre os analisados, é aquele cujos parâmetros são m=0.8 e v=0.2 k'. Este formato permite um aumento de 56% na geração de calor dentro do combustível no caso de um reator tipo PWR. Um resultado interessante desse trabalho é que a idéia de que o aumento na área de troca de calor aumenta a transferência de calor nem sempre é verdadeira. Quando o limie da geração de calor no combustível é o fluxo de calor crítico, a afirmação é, na maioria das vezes, falsa, principalmente, quando aplicado aos formatos que se assemelham ao glóbulo vermelho.
Title in English
Untitled in english
Keywords in English
Heat transfer
Abstract in English
The biconcave human red blood cell shape permits a faster mass diffusion to its inside than the spherical one. Sice the heat conduction equation is similar to the diffusion one, the use of the red blood cell shape for the crosssection of nuclear fuel elements will be able to increase the heat transfer in nuclear reactors. We investigated this possibility in this work, using the Finite Element Method in a nonlinear heat transfer analysis of the nuclear fuel elemento. The shapes analysed were obtained from the transformation z= a cn(w), which uses the parameters u, v and m. From the rsults obtained, we concluded that the best shape, among the ones analysed, is the one whose parameters are m=0.8 and v=0.2K. This shape permits a gain of 56 % in the heat generation within the fuel in PWR nuclear reactors. One intersting result from this work is that the idea that a rise in heat Exchange área causes a rise in heat transferi s not Always true. When the heat generation limit is the critical heat flux, the statement is usually false, specially when applied to shapes which resemble the red blood cell.
 
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Publishing Date
2024-03-05
 
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