Dynamic behavior of single-phase natural convection loops integrated to a pool

Abstract

Sistemas passivos de resfriamento têm aplicações em diversas áreas da engenharia. A indústria nuclear de potência tem buscado a incorporação desses sistemas em novos projetos, na busca de elevar ainda mais os níveis de segurança. Circuitos de convecção natural são sistemas passivos de resfriamento compostos por dois trocadores de calor um aquecedor e um arrefecedor e um circuito de interconexão, onde o calor é absorvido no aquecedor e rejeitado no arrefecedor. Na maioria dos projetos, esse arranjo é conectado a uma piscina, que troca calor com o circuito. Circuitos de convecção natural são objeto de pesquisa em muitos trabalhos científicos, porém não integrados à piscina. Este trabalho apresenta um estudo computacional do comportamento dinâmico de circuitos de convecção natural monofásicos integrados a uma piscina através do aquecedor, com foco na estabilidade termo-hidráulica do sistema. Métodos de análise linear e não-linear de estabilidade são empregados para caracterizar a dinâmica do sistema. Os resultados indicam relevante influência da piscina, que aumenta as regiões de estabilidade de forma significativa.