ANÁLISE TERMOHIDRÁULICA DE SEÇÕES ANULARES LISAS E ALETADAS

• Autor(a) principal: CARLOS VALOIS MACIEL BRAGA
• Data de Publicação: 1987
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
• Texto Completo: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=20502@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=20502@2

O presente trabalho analisa a transferência de calor e a perda de carga em escoamento turbulento através das regiões anulares lisas e aletadas. Os coeficientes de transferência de calor foram obtidos experimentalmente, utilizando-se a teoria de trocadores de calor. Também foram determinados os coeficientes de perda de carga associados a cada uma das geometrias analisadas. Os experimentos foram realizados em um trocador de calor bi-tubular concêntrico. Água (fluído quente) escoava através do tubo interno, enquanto ar (fluido frio) fluía através da região anular. Medindo-se as vazões e temperaturas na entrada e saída da seção de teste do trocador de calor, obtém-se a efetividade da mesma e, consequentemente, o coeficiente global de transferência de calor (médio). As condições de contorno adotadas foram de temperatura uniforme na superfície externa do tubo interno e de isolamento térmico na superfície externa do tubo interno e de isolamento térmico na superfície externa da região anular. Com o objetivo de obter-se condições de escoamento completamente desenvolvido, o trocador de calor possui um comprimento, a montante da seção de testes, de aproximadamente trinta diâmetros hidráulicos. Os coeficientes de transferência de calor e de perda de carga são apresentados de forma adimensional, como função do número de Reynolds do escoamento, os resultados obtidos para as regiões anulares lisas e aletadas são comparados entre si. O propósito de tal comparação foi o de estudar a influencia das aletas na perda de carga e na taxa de transferência de calor. No caso das regiões aletadas, verifica-se que a eficiência das aletas influencia a transferência de calor. Deste modo, realizou-se uma análise bi-dimensional de transferência de calor nas aletas para obter-se a eficiência das mesmas e, consequentemente, a eficiência das regiões aletadas. Também é mostrado que o desempenho térmico da região depende principalmente do número de Nusselt e da eficiência da mesma. Tais parâmetros são apresentados, em última análise, como funções do número de Reynolds e da geometria do problema.