Investigação numérica da convecção natural de canal poroso heterogêneo aquecido por baixo

• Autor(a) principal: Romanó, James Luigi
• Data de Publicação: 2014
• 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/1/10240
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS; Fluidodinâmica computacional; Dinâmica dos fluidos; Escoamento; Energia - Transferência; Computational fluid dynamics; Fluid dynamics; Runoff; Energy transfer

Neste trabalho é realizado um estudo numérico da convecção natural canal horizontal heterogêneo aquecido por baixo. O canal é preenchido por blocos sólidos, quadrados, desconectados e uniformemente distribuídos. É utilizada uma condição de contorno periódica nas paredes laterais e a simulação é feita através da solução das equações de balanço de massa, quantidade de movimento e energia para a fase fluida, e condução de calor para os blocos. É variado o número de Rayleigh (Ra =10,10 ), o número de blocos ( N = 1, 4, 16 ) e a razão de aspecto ( A = 2, 3, 4, 6, 8 ). É avaliada a influência da variação desses parâmetros no número de Nusselt, que quantifica a transferência de calor, e no valor máximo de linhas de corrente, para quantificar a intensidade de recirculação do fluido. Realiza-se uma análise quantitativa através da investigação dos gráficos de linhas de corrente, isotermas e número de Nusselt transiente. De forma geral, o aumento da razão de aspecto proporciona maior liberdade ao desenvolvimento de plumas, tornando o padrão celular do escoamento mais complexo. O aumento do número de Rayleigh intensifica a transferência de calor e a recirculação do fluido, implicando no aumento do número de Nusselt. A presença dos obstáculos geométricos limita os graus de liberdade do escoamento, causando a diminuição da taxa de transferência de calor total.