Desenvolvimento e implementação computacional de modelo de transferência de calor por condução em sondas Pitot aeronáuticas

• Autor(a) principal: Baena, Caio Eller
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/32730
• topic: Tubo de Pitot; Acreção de gelo; Método das diferenças finitas; Método de diferenças finitas; Transferência de calor; Aeronáutica; Pitot tube; Ice accretion; Finite difference method

Com o intuito de aprimorar continuamente a segurança aérea, torna-se essencial a análise de acidentes ocorridos e a investigação de suas causas, visando identificar soluções que assegurem uma maior segurança no âmbito do transporte aéreo. Nesse contexto, este trabalho propõe um primeiro passo para explorar o fenômeno do acúmulo de cristais de gelo em sondas Pitot aeronáuticas, reconhecido como uma das causas de acidentes, como o caso do voo AF447 da Air France em 2009, que partia do Rio de Janeiro com destino a Paris. Para alcançar esse objetivo, o presente estudo propõe o desenvolvimento e implementação de um modelo computacional de transferência de calor transiente por condução validado por meio de dados experimentais provenientes da literatura. A modelagem trata o corpo da sonda Pitot como uma aleta, levando a uma equação diferencial parcial unidimensional transiente simplificada. O Método das Diferenças Finitas (MDF) foi usado para a discretização espacial das equações governantes, enquanto o método de Euler implícito foi empregado para a discretização temporal. Um programa em Python foi implementado para a solução numérica do sistema linear resultante em cada instante de tempo. Os resultados mostram uma boa capacidade do modelo e do código computacional em reproduzir dados experimentais de temperatura ao longo de sondas Pitot obtidos tanto em ambiente controlado de túnel de vento quanto em ensaios em voo