Estudo numérico e investigação geométrica da posição de aletas alternadas inseridas em canais sujeitos a escoamentos com convecção forçada

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X87145

Palavras-chave:

Convecção forçada, Canais aletados, Investigação geométrica, Modelagem computacional

Resumo

O presente estudo numérico busca investigar a geometria de um arranjo de aletas aquecidas, retangulares, com configuração alternada, montadas em microcanais bidimensionais sujeitos a escoamentos refrigerados de ar com convecção forçada, incompressíveis e laminares. O propósito do problema é maximizar a eficiência e a taxa de transferência de calor entre as aletas e o escoamento refrigerado e minimizar a perda de pressão no canal com aletas. No presente estudo é investigado um grau de liberdade (L1/L) que representa a distância entre a primeira e segunda aletas do arranjo. Os demais graus de liberdade são mantidos constantes (L2/L e L3/L). Todas as simulações numéricas foram realizadas para um escoamento de ar com números de Reynolds e Prandtl constantes, ReH = 100 e Pr = 0,71. Os melhores desempenhos térmicos para o arranjo foram obtidos para as razões extremas de L1/L, ou seja, quando a segunda aleta foi inserida próxima a primeira ou terceira aletas, com uma pequena vantagem para a menor razão de L1/L em comparação com o extremo superior. A diferença na performance térmica entre a melhor e pior configurações foi de aproximadamente 23% para a taxa de transferência de calor. Para a perda de pressão, a razão intermediária L1/L = 0,4 conduziu ao melhor desempenho fluidodinâmico.

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Biografia do Autor

Eliézer Lavall Lopes, Universidade Federal do Rio Grande

Cursando Engenharia Mecânica na Universidade Federal do Rio Grande(FURG). Técnico em Informática para a Internet formado pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul Campus Rio Grande(IFRS).

Andrei Luis Garcia Santos, Universidade Federal do Rio Grande

Graduado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande - FURG (2010), possui mestrado em Engenharia Oceânica na Universidade Federal do Rio Grande - FURG (2018). Atualmente, doutorando do programa de pós graduação em Modelagem Computacional - FURG. Experiência profissional nas áreas de manutenção mecânica na indústria de beneficiamento de arroz, planejamento, engenharia de campo e comissionamento na construção e montagem da indústria naval. Atualmente, atua no ramo de projetos de parques eólicos.

Luiz Alberto Oliveira Rocha, Universidade Federal do Rio Grande

Possui graduação em Engenharia Mecânica de Automóveis pelo Instituto Militar de Engenharia (1991), mestrado em Engenharia Mecânica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1995), doutorado em Engenharia Mecânica - Duke University (2002) e pós-doutorado na área de Turbulência no Instituto de Pesquisas Hidráulicas/UFRGS/RS (2006). Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Termodinâmica, Mecânica dos Fluidos e Transferência de Calor, atuando principalmente nos seguintes temas: otimizacao geométrica, análise energética e exergética, energias alternativas/renováveis, teoria constructal e design, modelagem, simulação e otimização de sistemas. Atualmente é professor convidado nos PPGs de Engenharia Mecânica da UFRGS, Modelagem Computacional e Engenharia Oceânica da FURG, e atua, também, como pesquisador colaborador no Laboratório de Sistemas de Escoamentos Complexos no Instituto de Ciências da Terra da Universidade de Évora em Portugal. 

Liércio André Isoldi, Universidade Federal do Rio Grande

Possui Curso Técnico em Mecânica pela Escola Técnica Federal de Pelotas (1993), Graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande (1999), Graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande (1999), Mestrado em Engenharia Oceânica (PPGEO) pela Universidade Federal do Rio Grande (2002), Doutorado em Engenharia (PROMEC) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2008) e Pós-Doutorado vinculado ao Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional (PPGMC) da Universidade Federal do Rio Grande (2009). Atualmente é Professor Associado IV (40h - DE) da Escola de Engenharia (EE) da Universidade Federal do Rio Grande (FURG), Professor permanente do Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional (PPGMC-FURG) e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica (PPGEO-FURG). 

Elizaldo Domingues dos Santos, Universidade Federal do Rio Grande

Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande (2004), mestrado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2007) e doutorado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2011). Tem experiência na área de engenharia mecânica com ênfase em mecânica dos fluidos, transferência de calor, termodinâmica, dinâmica dos fluidos computacional, fontes renováveis de energia e design. Atualmente é professor Associado IV da Universidade Federal do Rio Grande (FURG) e docente permanente dos Programas de Pós-Graduação em Modelagem Computacional (PPGMC) e Engenharia Oceânica (PPGEO). 

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Publicado

2024-11-04

Como Citar

Lopes, E. L., Santos, A. L. G., Rocha, L. A. O., Isoldi, L. A., & Santos, E. D. dos. (2024). Estudo numérico e investigação geométrica da posição de aletas alternadas inseridas em canais sujeitos a escoamentos com convecção forçada. Ciência E Natura, 46(esp. 1), e87145. https://doi.org/10.5902/2179460X87145

Edição

v. 46 n. esp. 1 (2024): ERMAC e ENMC

Seção

Edição Especial 1

Licença

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