Aplicação do metodo de volumes finitos na solução de problemas de escoamento de fluidos com transferencia de massa

Abstract

O presente trabalho apresenta uma metodologia para a solução de escoamento de fluídos, com transferência de massa, em coordenadas generalizadas, utilizando o arranjo de variáveis co-localizadas. Para a obtenção da solução de problemas de escoamento de fluídos, multicomponentes, com transferência de massa, é necessária a solução das equações de conversação de massa, quantidade de movimento e espécie química para cada componente presente na mistura. Em virtude do forte acoplamento existente entre as equações e a presença de termos não lineares, é necessária a utilização de métodos numéricos. O método numérico utilizado é o de volumes finitos, que garante a conservação das grandezas envolvidas a nível elementar e global. A maioria dos problemas encontrados na Engenharia Química envolve a transferência de um dado componente de uma região de maior concentração para outra de menor concentração, sendo necessária a solução da equação de conservação da espécie química, para a obtenção do perfil de concentração do componente de interesse. A obtenção do perfil de concentração de um dado componente de uma mistura é de fundamental importância para o cálculo do coeficiente de transferência de massa, utilizado nos projetos dos principais equipamentos da Engenharia Química. O algoritmo numérico desenvolvido é empregado para a obtenção da solução de problema com e sem convecção forçada, com transferência de massa. É utilizado, no método de volumes finitos, o esquema WUDS para avaliação dos fluxos convectivos e difusivos nas faces do volume de controle, bem como, o arranjo de variáveis co-localizadas na malha computacional.