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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17135
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Transferência de calor com interação de aletas e condutividade térmica variável |
Título(s) alternativo(s): | Heat transfer with fin interaction and variable thermal conductivity |
Autor: | Quirino, Jonatas Motta ![]() |
Primeiro orientador: | Correa, Eduardo Dias |
Primeiro coorientador: | Sobral, Rodolfo do Lago |
Primeiro membro da banca: | Gama, Rogério Martins Saldanha da |
Segundo membro da banca: | Pontes, José da Rocha Miranda |
Terceiro membro da banca: | Fico Junior, Nide Geraldo do Couto Ramos |
Resumo: | O presente trabalho descreve o perfil térmico de uma superfície estendida retangular simples, perpendicular à sua superfície primária e em regime permanente, que dissipa calor considerando condução, convecção e radiação térmicas. São estabelecidas condições de contorno de Neumann e Dirichlet, caracterizando que a dissipação de calor se dê apenas pelas faces da aleta, além de considerar que a temperatura do ambiente seja homogênea. A análise da transferência de calor é realizada por simulações computacionais, utilizando métodos numéricos apropriados para tal. À formulação do problema é aplicado o Método de Diferenças Finitas. Uma vez que há grande diferença de temperatura entre a superfície primária e o fluido do ambiente, é necessário considerar os efeitos de transferência de calor. Para a aproximação de situação real, considera-se a condutividade térmica do material variável em função da temperatura em cada ponto, o que torna a equação que modela o problema não-linear. Considera-se a utilização de aletas duplas, onde suas superfícies interagem termicamente, gerando efeitos mútuos. Por fim a comparação dos resultados obtidos com resultados típicos prova que as premissas de condutividade térmica variável, dissipação de calor por radiação térmica e interação mútua são cruciais para a obtenção de resultados mais próximos da realidade. |
Abstract: | The present work describes the thermal profile of a simple rectangular extended surface, perpendicular to its primary surface and in steady state, which dissipates heat considering thermal conduction, convection and radiation. Neumann and Dirichlet contour conditions are established, characterizing that heat dissipation occurs only on the fin faces, in addition to considering that the ambient temperature is homogeneous. Heat transfer analysis is performed by computational simulations using appropriate numerical methods. The Finite Difference Method is applied to the problem formulation. Since there is a great temperature difference between the primary surface and the ambient fluid, it is necessary to consider the thermal transfer effects. For the real situation approximation, the thermal conductivity of the material is considered as a function of temperature at each point, which makes the equation that model the nonlinear problem. It is considered the use of double fins, where their surfaces interact thermally, generating mutual effects. Finally, the comparison of the results obtained with typical results proves that the assumptions of variable thermal conductivity, heat dissipation by thermal radiation and mutual interaction are crucial to obtain results that are closer to reality. |
Palavras-chave: | Mechanical engineering Heat - Transmission Finite element method Heat exchangers Engenharia mecânica Calor – Transmissão Método dos elementos finitos Permutadores térmicos |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
Citação: | QUIRINO, Jonatas Motta. Transferência de calor com interação de aletas e condutividade térmica variável. 2018. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17135 |
Data de defesa: | 6-Mar-2018 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Engenharia Mecânica |
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Dissertação - Jonatas Motta Quirino - 2018 - Completo.pdf | 2,11 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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