Convecção natural e radiação em cavidade aberta preenchida com meio poroso heterogêneo

• Autor(a) principal: Souza, Alan Lugarini de
• 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/1/10282
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::TRANSFERENCIA DE CALOR; Calor - Convecção natural; Radiação; Vazões naturais; Heat - Convection, Natural; Radiation; Streamflow

Embora relevante em uma grande variedade de aplicações em engenharia, o estudo da convecção natural em uma cavidade aberta contendo um meio heterogêneo é raramente encontrado na literatura. Além disso, trabalhos prévios indicam que as taxas de transferência de calor por radiação são no mínimo da mesma ordem de grandeza da convecção natural laminar em cavidades, fazendo com que a consideração dos efeitos da radiação sejam um passo importante na obtenção de resultados mais práticos e realísticos. O presente estudo considera uma cavidade quadrada, com uma parede aquecida e outra aberta para um reservatório térmico adjascente, contendo um ou quatro blocos quadrados e condutivos inseridos. O escoamento resultante da convecção natural é simulado numericamente através do método dos volumes finitos, com o algoritmo SIMPLEC, e os efeitos da radiação superficial são incorporados pelo modelo S2S. A investigação então se desenvolve em um estudo paramétrico considerando os efeitos da dimensão do(s) bloco(s), número de blocos, emissividade e número de Rayleigh. O efeito de sombreamento causado pela presença dos obstáculos é discutida, assim como os fenômenos de queda convectiva e queda radiativa. Os números de Nusselt convectivo e radiativo são avaliados e comparados para cada caso analisado. Correlações são elaboradas para a previsão do número de Nusselt total médio e da vazão volumétrica adimensional de entrada no canal, como função dos parâmetros investigados.