Pantheon Repositório Institucional da UFRJ
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http://hdl.handle.net/11422/23762| Tipo: | Trabalho de conclusão de graduação |
| Título: | Simulação numérica da transferência de calor conjugada em canais corrugados |
| Autor(es)/Inventor(es): | Teixeira, Bianca de Pley Almeida |
| Orientador: | Lage, Paulo Laranjeira da Cunha |
| Coorientador: | Silva, Luiz Fernando Lopes Rodrigues |
| Resumo: | A indústria de processos vem buscando cada vez mais incorporar técnicas de intensificação da transferência de calor em suas unidades. Observa-se uma maior demanda pelas indústrias por trocadores de calor mais eficientes e compactos. Nesse sentido, existem diferentes técnicas de intensificação, que podem ser denominadas como técnicas passivas ou ativas. As superfícies corrugadas se encaixam no grupo de técnicas passivas, pois as próprias corrugações agem como promotores de turbulência e com isso melhoram a transferência de calor. Devido a isso, canais corrugados têm sido amplamente usados em muitas aplicações industriais. Este trabalho apresenta a aplicação da ferramenta de Fluidodinâmica Computacional (CFD) na avaliação de escoamento turbulento no interior de canais corrugados. O principal objetivo deste estudo foi obter uma metodologia numérica eficiente que forneça uma concordância adequada entre resultados numéricos e dados experimentais disponíveis na literatura. Três modelos de turbulência disponíveis no código ANSYS Fluent® 14.5.7 foram testados e seus resultados comparados com dados experimentais: k- Realizável, SST e RSM Linear. Foram analisadas duas configurações geométricas de canais corrugados. Nesta análise, as simulações foram bidimensionais e esta simplificação foi validada por meio de uma simulação tridimensional. Em linhas gerais, os resultados se mostraram razoáveis em termos da previsão da transferência de calor. Os três modelos avaliados apresentaram resultados coerentes para as vazões mais altas, porém não mostraram bons resultados para vazões mais baixas, indicando que estas devem estar na faixa de transição à turbulência. O modelo RSM Linear, modelo a sete equações, mostrou-se bastante similar ao modelo kRealizável, modelo a duas equações. Já o modelo SST é muito dependente da resolução da malha, com isso apresentou resultados satisfatórios apenas para a configuração geométrica 02, a qual foi possível obter uma boa malha. Concluiu-se que um modelo a duas equações que usa lei de parede, como é o caso do modelo k- Realizável, já é capaz de produzir resultados coerentes para a análise térmica em canais corrugados, com um custo computacional bastante reduzido. |
| Palavras-chave: | Transferência de calor Fluidodinâmica computacional CFD |
| Assunto CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA |
| Unidade produtora: | Escola de Química |
| Editora: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Data de publicação: | Mar-2014 |
| País de publicação: | Brasil |
| Idioma da publicação: | por |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Citação: | TEIXEIRA, Bianca de Pley Almeida. Simulação numérica da transferência de calor conjugada em canais corrugados. 2014. 75 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia de Alimentos, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014. |
| Aparece nas coleções: | Engenharia de Alimentos |
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