| Título: | Transferência de calor conjugada (condução/conveção) em tubos concêntricos aletados. |
| Autor: | Cláudia Regina Andrade |
| Programa: | Engenharia Aeronáutica e Mecânica |
| Área de Concentração: | Aerodinâmica, Propulsão e Energia |
| Orientador : | Edson Luiz Zaparoli |
| Ano de Publicação : | 1998 |
| Curso : | Doutorado |
| Assuntos : | Transferência de calor |
| t | Transferência de calor por condução |
| t | Transferência de calor por convecção |
| t | Trocadores de calor |
| t | Termodinâmica |
| t | Matemática aplicada |
| t | Física |
| Resumo : | Neste trabalho simula-se numericamente o escoamento entre tubos concêntricos aletados, com o tubo interno sujeito à condição de contorno de temperatura constante ou fluxo de calor prescrito. Utiliza-se uma abordagem de transferência de calor conjugada onde a condução no sólido e a convecção no fluído são estudadas de forma acoplada, em um único domínio. O sistem original de equações diferenciais parciais (continuidade, quantidade de movimento, energia e modelo de turbulência) é discretizado através da técnica de elementos finitos (método de Petrov-Galerkin). O sistema de equações algébricas resultante é resolvido por meio de algoritmos interativos, utilizando uma formulação agregada e seqüencial ( onde cada grandeza é resolvida separadamente ao invés de uma solução simultânea para todas as variáveis). Os resultados mostram que a relação altura/espaçamento das aletas e a razão entre as condutividades térmicas do sólido/fluido influenciam significativamente nas trocas de calor com o fluido.Verifica-se também a ocorrência de bolhas de recirculação secundáriano escoamento e regiões com fluxo de calor local reverso. Os resultados obtidos para o número de Nusselt mostram que a variação da condição de contorno na superfície interna do tubo (valores prescritos para fluxo de calor e temperatura) é mais relevante no caso do escoamento laminar do que em regime turbulento. Além disso, através da comparação entre a abordagem conjugada bidimensional e a formulação desacoplada unidimensional (coeficiente de convecção constante e uniforme na interface sólido-fluido) confirma-se a validade da abordagem convencional para analisar a performance do trocador de calor. Contudo, os dados obtidos via formulação desacoplada para prever a distribuição de temperaura nas aletas apresentam grandes divergências quando comparados com os resultados da abordagem conjugada. |
| Data de Defesa : | 1998 |
| Texto na íntegra : | [Visualizar] [Solicitar Cópia Impressa] |