Convecção natural em canais verticais contendo elementos protuberantes : aquecimento uniforme e não uniforme das placas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Avelar, Ana Cristina
Data de Publicação: 2001
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591498
Resumo: Orientador : Marcelo Moreira Ganzarolli
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spelling Convecção natural em canais verticais contendo elementos protuberantes : aquecimento uniforme e não uniforme das placasCalor - TransmissãoCalor - Convecção naturalSistemas eletronicos - ResfriamentoAnálise numéricaOrientador : Marcelo Moreira GanzarolliTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: Neste trabalho a transferência de calor por convecção natural em uma série de placas planas, paralelamente dispostas, formando canais verticais abertos e contendo elementos protuberantes aquecidos e distribuídos sobre uma das paredes das placas é analisada numérica e experimentalmente. Situações de aquecimento uniforme e não-uniforme das placas são consideradas. Utiliza-se um modelo matemático bidimensional baseado nas equações de conservação da massa, conservação da quantidade de movimento e da energia, em regime permanente. A condução de calor através da placa de fixação dos elementos é considerada. As equações de Navier-Stokes são resolvidas na forma elíptica. As equações governantes são discretizadas utilizando-se o método de volumes finitos e resolvidas pelo algoritmo SIMPLEC. Condições de contorno de pressão especificada são adotadas na entrada e na saída do canal. Os testes experimentais utilizam um aparato com placas de fibra de vidro contendo elementos protuberantes de alumínio e seção quadrada. As placas são posicionadas em uma estrutura utilizada em equipamentos de telecomunicações. São realizados testes numéricos e experimentais variando-se a distância entre as placas, a potência de alimentação das mesmas e o posicionamento na placa dos elementos com diferentes taxas de dissipação de calor. Boa concordância entre os resultados numéricos e experimentais é observada, particularmente para os menores valores de potência e distância entre placas. Diversas situações de aquecimento não-uniforme das placas são analisadas, sendo determinado um espaçamento ótimo entre placas, que maximiza a taxa de remoção de calor por unidade volumeAbstract: In this work, natural convection heat transfer ITom a series of vertical, parallel plates, forrning open channels containing heated protruding elements attached to one of the walls, is analyzed both numerically and ex.perimentally. Uniform and non-uniform heatin,g conditions of the plates are considered. A two-dimensional rnathematical model based on the conservation equations of mass, momentum and energy is used. Heat conduction to the walls is also considered and the Navier-Stokes equations are solved in elliptic formo The finite volume method is used for discretization and the SIMPLEC algorithrn for solving the pressure-velocity coupling. Specified pressure values are adopted at the channel entrance and exit. Experimental tests are performed in a facility containin,g fiberglass plates with protruding, square section, aluminum elements. The protruding elements have a resistance wire inside and are electrically heated by direct current sources. Plates arepositioned in a structure used in telecom equipment. Numerical and experimental tests are performed varying the distance between plates, the power supplied to the system and, in the non-uniform heating conditions, the position of the elements that are differentially heated. Good agreement is observed between numerical and experimental results, particularl)' for the srnaller distances and power levels. Several non-uniform heating conditions are analyzed and an optimum spacing between plates is determined, which maximizes heat dissipation per unit volumeDoutoradoTérmica e FluídosDoutor em Engenharia Mecânica[s.n.]Ganzarolli, Marcelo Moreira, 1952-Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação não informadoUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAvelar, Ana Cristina20012001-10-09T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf155p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591498AVELAR, Ana Cristina. Convecção natural em canais verticais contendo elementos protuberantes: aquecimento uniforme e não uniforme das placas. 2001. 155p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591498. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/226007porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2014-04-18T22:22:13Zoai::226007Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2014-04-18T22:22:13Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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