Análise computacional da intensificação da transferência de calor através de geradores de vórtices em trocadores de calor compactos com duas fileiras de tubos.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues Junior, Rogerio
Data de Publicação: 1999
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-30082024-065831/
Resumo: Este trabalho apresenta uma investigação numérica da influência de geradores de vórtices (GV) na intensificação de transferência de calor de trocadores compactos com duas fileiras de tubos em arranjo alinhado e quincôncio. Foram estudadostrocadores de calor com diversos espaçamentos transversais e longitudinais entre tubos, sendo suas dimensões e condição de operação obtidas a partir de trocadores de calor utilizados em sistemas de ar-condicionado domésticos. A posição e oângulo de ataque dos GV foram variadas, enquanto outros parâmetros foram fixados de acordo com os melhores resultados da literatura. Os modelos numéricos, baseados no método do volumes finitos, utilizaram sistemas de coordenadas adaptados àsfronteiras do escoamento devido à complexidade geométrica do problema. As simulações consideraram escoamento laminar em regime permanente (Re=300) e transferência de calor conjugada (condução na aleta). Os resultados obtidos para modelos comaletas lisas mostraram como o coeficiente médio de transferência de calor e a queda de pressão são influenciados pelo espaçamento entre tubos (longitudinal e transversal), constituindo o primeiro estudo sistemático sobre o assunto. Os resultadoscom geradores de vórtices (GV) mostraram que estes, quando colocados na primeira fileira de tubos, têm grande importância na intensificação global da transferência de calor. Novos valores para aposição e ângulo de ataque dos GV, baseados em estudos fenomenológicos, foram propostos, e levaram a obtenção de níveis significativamente maiores de intensificação de transferência de calor que os obtidos com os parâmetros encontrados na literatura.
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spelling Análise computacional da intensificação da transferência de calor através de geradores de vórtices em trocadores de calor compactos com duas fileiras de tubos.Untitled in englishHeat exchangersTrocadores de calorEste trabalho apresenta uma investigação numérica da influência de geradores de vórtices (GV) na intensificação de transferência de calor de trocadores compactos com duas fileiras de tubos em arranjo alinhado e quincôncio. Foram estudadostrocadores de calor com diversos espaçamentos transversais e longitudinais entre tubos, sendo suas dimensões e condição de operação obtidas a partir de trocadores de calor utilizados em sistemas de ar-condicionado domésticos. A posição e oângulo de ataque dos GV foram variadas, enquanto outros parâmetros foram fixados de acordo com os melhores resultados da literatura. Os modelos numéricos, baseados no método do volumes finitos, utilizaram sistemas de coordenadas adaptados àsfronteiras do escoamento devido à complexidade geométrica do problema. As simulações consideraram escoamento laminar em regime permanente (Re=300) e transferência de calor conjugada (condução na aleta). Os resultados obtidos para modelos comaletas lisas mostraram como o coeficiente médio de transferência de calor e a queda de pressão são influenciados pelo espaçamento entre tubos (longitudinal e transversal), constituindo o primeiro estudo sistemático sobre o assunto. Os resultadoscom geradores de vórtices (GV) mostraram que estes, quando colocados na primeira fileira de tubos, têm grande importância na intensificação global da transferência de calor. Novos valores para aposição e ângulo de ataque dos GV, baseados em estudos fenomenológicos, foram propostos, e levaram a obtenção de níveis significativamente maiores de intensificação de transferência de calor que os obtidos com os parâmetros encontrados na literatura.This work presents a numerical investigation of the influence of vortex generators (VG) on the heat transfer enhancement of fin-tube compact heat exchangers with two rows of tubes in staggered and in-line arrangements. Heat exchanger configurations with several longitudinal and transverse tube pitches were studied. The overall dimensions and the operating condition were based on typical values used for heat exchangers of domestic air conditioning systems. The position and angle of attack of vortex generators (VG) were varied, but other geometric parameters were fixed according to the best results in the literature. The numerical model, based on the finite volume method, used a boundary-fitted coordinate system because of its geometrical complexity. Laminar steady-state simulations were carried out to Re=300 and the conjugate heat transfer mode was considered. Results obtained for models with smooth fins show how the mean heat transfer coefficient and the pressure drop are affected by the longitudinal and transverse tube pitches, becoming the first systematic study on this subject. Results with VG show that, when it is positioned in the first tube row, it has a great importance in the global heat transfer enhancement. New values of position and angle of attack of VG, based on phenomenologic studies, were proposed, and models with these parameters present higher heat transfer augmentation rate than models with the default literature values.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPYanagihara, Jurandir ItizoRodrigues Junior, Rogerio1999-12-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-30082024-065831/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-08-30T11:00:05Zoai:teses.usp.br:tde-30082024-065831Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-08-30T11:00:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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