Avaliação numérica de um descritor invariante do resfriamento conjugado por convecção forçada-condução de aquecedores 3D discretos em canais
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Data de Publicação: | 2021 |
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/1/25993 |
Resumo: | Neste Trabalho de Conclusão de Curso foi realizada uma avaliação numérica de um descritor invariante do processo conjugado de transferência de calor por convecção forçada-condução de aquecedores discretos em canais, por meio da obtenção dos coeficientes de influência conjugados g+, agrupados em uma matriz conjugada G+. Com esse descritor, a temperatura de cada aquecedor 3D protuberante montado em um substrato condutivo de um canal retangular horizontal pode ser predita a partir do conhecimento de taxas arbitrárias de dissipação de calor nos aquecedores. Nas simulações numéricas as equações governantes com suas condições de contorno foram resolvidas numericamente dentro de um domínio único englobando as regiões sólidas e fluido, por um procedimento acoplado, utilizando o Método de Volumes de Controle através do software comercial ANSYS/FluentTM 19.2. Na obtenção dos resultados foram utilizados valores típicos de geometrias e propriedades termofísicas encontradas em aplicações de resfriamento de componentes eletroeletrônicos classificados no Nível 2 de empacotamento eletroeletrônico associados ao controle térmico de aquecedores 3D protuberantes montados em uma placa de circuito impresso. Alguns exemplos foram ilustrados, indicando os efeitos nos coeficientes de influência conjugados da condutividade térmica do substrato e do número de Reynolds do escoamento fluido no canal. Uma comparação com resultados experimentais foi realizada e apresentou uma ótima concordância. |
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2021-09-13T19:22:13Z2021-09-13T19:22:13Z2021-02-26SCHEDERSKI, Willian José. Avaliação numérica de um descritor invariante do resfriamento conjugado por convecção forçada-condução de aquecedores 3D discretos em canais. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25993Neste Trabalho de Conclusão de Curso foi realizada uma avaliação numérica de um descritor invariante do processo conjugado de transferência de calor por convecção forçada-condução de aquecedores discretos em canais, por meio da obtenção dos coeficientes de influência conjugados g+, agrupados em uma matriz conjugada G+. Com esse descritor, a temperatura de cada aquecedor 3D protuberante montado em um substrato condutivo de um canal retangular horizontal pode ser predita a partir do conhecimento de taxas arbitrárias de dissipação de calor nos aquecedores. Nas simulações numéricas as equações governantes com suas condições de contorno foram resolvidas numericamente dentro de um domínio único englobando as regiões sólidas e fluido, por um procedimento acoplado, utilizando o Método de Volumes de Controle através do software comercial ANSYS/FluentTM 19.2. Na obtenção dos resultados foram utilizados valores típicos de geometrias e propriedades termofísicas encontradas em aplicações de resfriamento de componentes eletroeletrônicos classificados no Nível 2 de empacotamento eletroeletrônico associados ao controle térmico de aquecedores 3D protuberantes montados em uma placa de circuito impresso. Alguns exemplos foram ilustrados, indicando os efeitos nos coeficientes de influência conjugados da condutividade térmica do substrato e do número de Reynolds do escoamento fluido no canal. Uma comparação com resultados experimentais foi realizada e apresentou uma ótima concordância.In this Course Completion Work was performed a numerical evaluation of an invariant descriptor of the conjugate forced convection-conduction heat transfer process of discrete heaters in channel flow, through gathering the conjugate influence coefficients g+, grouped in a conjugate matrix G+. With this descriptor, the temperature of each 3D protruding heater assembled on a conductive substrate in a horizontal rectangular channel can be predicted by the knowledge of arbitrary rates of heat dissipation on the heaters. In the numerical simulations, the governing equations with their boundary conditions were numerically solved within a single domain comprising the solid and fluid regions, by a coupled procedure, using the Control Volumes Method through the ANSYS/FluentTM 19.2 commercial software. In order to obtain results, typical values of geometries and thermophysical properties found in applications of electronic component cooling classified at Level 2 of electronic packing associated to thermal control of 3D protruding heaters assembled in a printed circuit board were used. Some examples have been illustrated, indicating the effects in conjugate influence coefficients of the substrate thermal conductivity and the Reynolds number of the channel flow. A comparison with experimental results was done and showed great agreement.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaEngenharia MecânicaUTFPRBrasilDepartamento Acadêmico de Engenharia Mecânicahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICACalor - ConduçãoMeios de transferência de calorAnálise numéricaHeat - ConductionHeat-transfer mediaNumerical analysisAvaliação numérica de um descritor invariante do resfriamento conjugado por convecção forçada-condução de aquecedores 3D discretos em canaisNumerical evaluation of an invariant descriptor of conjugate forced convection-conduction cooling of 3D discrete heaters in channelsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisPonta GrossaAlves, Thiago AntoniniAlves, Thiago AntoniniSantos, Gerson Henrique dosMesquita, Luís Manuel RibeiroSchederski, Willian Joséreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALdescritorinvarianteresfriamento.pdfdescritorinvarianteresfriamento.pdfapplication/pdf8896705http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/25993/1/descritorinvarianteresfriamento.pdf83ee037f76350bd6af983c20396d6a34MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/25993/2/license_rdf4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/25993/3/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD53TEXTdescritorinvarianteresfriamento.pdf.txtdescritorinvarianteresfriamento.pdf.txtExtracted texttext/plain88789http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/25993/4/descritorinvarianteresfriamento.pdf.txt1cac22ffae953fed34ce907e5c851123MD54THUMBNAILdescritorinvarianteresfriamento.pdf.jpgdescritorinvarianteresfriamento.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1342http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/25993/5/descritorinvarianteresfriamento.pdf.jpga6ec0e12285c06192f649594b800cd00MD551/259932021-09-14 03:06:00.35oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2021-09-14T06:06Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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