Transferência de calor por convecção forçada de nanofluidos em escoamento turbulento num tubo achatado

• Autor(a) principal: Neves, Filipe André Pereira
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/11058
• topic: Transferência de calor convecção forçada; tubo achatado

A investigação centra-se no estudo numérico do desempenho de dois nanofluidos (Al2O3/água e TiO2/água), na transferência de calor por convecção forcada num tubo achatado de um radiador automóvel. Nas simulações computacionais considerou-se que os nanofluidos têm uma velocidade constante e estão à temperatura de 363,15 K na entrada do tubo. A parede do tubo está à temperatura constante de 303,15 K. O estudo restringe-se a escoamentos turbulentos com número de Reynolds igual a 5000, 10000, 15000 e 20000. As simulações computacionais 3D foram realizadas com o software Fluent. Os parâmetros característicos da transferência de calor de nanofluidos sujeitos a convecção forçada foram obtidos para concentrações de nanopartículas até 10% e foram comparadas com o fluido base (água). Os resultados numéricos foram validados, comparando o coeficiente de atrito e o número de Nusselt com correlações empíricas para o regime turbulento, disponíveis na literatura. São apresentados os resultados para o coeficiente de transferência de calor e o fluxo de calor ao longo do tubo para as condições estudadas. Foram também determinados valores médios de alguns parâmetros associados à transferência de calor e ao escoamento de fluidos como o coeficiente de transferência de calor, o fluxo de calor, o número de Nusselt, o número de Prandtl, a tensão de corte na parede do tubo, a queda de pressão, a massa volúmica, a viscosidade, a condutividade térmica e o calor específico, e verificou-se que todos aumentam com a concentração de nanopartículas. Foi ainda determinada a eficiência da utilização das nanopartículas na transferência de calor para concentrações até 10%.