Análise numérica e investigação experimental da convecção natural laminar em um canal vertical com aquecimento discreto

• Autor(a) principal: Machado, Vivian
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16327
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Calor - Convecção natural; Calor - Transmissão; Análise numérica; Heat - Convection, Natural; Heat - Transmission; Numerical analysis

Neste Trabalho de Conclusão de Curso foi realizada uma análise numérica e uma investigação experimental da transferência de calor por convecção natural na camada-limite laminar em um canal retangular vertical com aquecimento discreto. Este problema está associado ao resfriamento por convecção natural de um aquecedor 3D isotérmico rente à superfície de uma placa de circuito impresso. A investigação experimental foi realizada no Laboratório Didático de Ciências Térmicas, utilizando um Aparato Experimental de Convecção Natural e/ou Forçada e uma câmera termográfica de alto desempenho. As incertezas experimentais foram calculadas por meio da técnica de amostragem simples. A análise numérica foi efetuada no Laboratório de Pesquisa Computacional por meio de simulações utilizando o software ANSYS-Fluent® 14.5. As equações governantes 3D com suas condições de contorno foram resolvidas numericamente pelo Método dos Volumes de Controle, dentro de um domínio único através de um procedimento acoplado. As propriedades termofísicas do fluido e dos sólidos foram consideradas constantes, obtidas da biblioteca do software Engineering Equation Solver® (EES®). A avaliação das perdas por radiação térmica foi devidamente quantificada visando à obtenção dos resultados para a transferência de calor por convecção natural. Os resultados numérico-experimentais dos parâmetros termofluidodinâmicos de interesse foram obtidos para números de Rayleigh na faixa de 106 considerando o ar como o fluido de resfriamento. Estes resultados foram comparados, quando possível, com os disponíveis na literatura considerando uma placa plana vertical isotérmica e apresentaram uma ótima concordância.