Banca de DEFESA: GUILHERME KEITI AOYAMA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : GUILHERME KEITI AOYAMA
DATA : 27/03/2017
HORA: 14:00
LOCAL: Sala 409 do CTEC - UFRN
TÍTULO:

SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO ESCOAMENTO TURBULENTO EM CANAL COMPOSTO

PALAVRAS-CHAVES:

Simulação Numérica; Estruturas Coerentes; Transferência de Calor; Número de Nusselt; Coeficiente de atrito.

PÁGINAS: 79
RESUMO:

 

Canais compostos são caracterizados por possuírem canais principais, regiões mais largas onde o fluido escoa axialmente com maior facilidade, e canais secundários (fendas) que são regiões mais estreita onde o fluido é desacelerado devido aos maiores efeitos viscosos. Os canais compostos podem possuir diversos formatos e estão presentes em diversos ramos da engenharia, como em dispositivos eletrônicos, canais hidráulicos, trocadores de calor e interiores de reatores nucleares, sendo que nestes dois últimos há a necessidade de maximizar os processos de transferência de calor. Para determinar os coeficientes de atrito e transferência de calor nestes equipamentos é necessário entender o comportamento dos escoamentos turbulentos em canais compostos, porém isto continua sendo um desafio para a engenharia. Estes canais apresentam, além do fluxo axial paralelo ao canal, flutuações na velocidade transversal, chamadas de pulsações do escoamento, responsáveis pelo aparecimento de estruturas de grande escala denominadas de estruturas coerentes. Assim, neste trabalho buscou-se comparar os efeitos no aparecimento dessas estruturas e as suas consequências para o escoamento, tanto na parte dinâmica como na  térmica. Para isto foi utilizado uma geometria empregada em trabalhos experimentais, que é composta por um canal retangular com um tubo interno de diâmetro D, onde o fluido escoa axialmente na parte externa do tubo. No total foram analisados cinco casos, modificando apenas a distância entre o tubo interno e a parede inferior do canal (espaçamento da fenda). Para examinar as características do escoamento turbulento no interior deste canal, empregou-se o pacote ANSYS CFX 13 com o modelo de turbulência SAS-SST. Os resultados mostraram que o espaçamento da fenda tem uma grande influência sobre o escoamento. Existe um limite máximo do tamanho da fenda para que as estruturas coerentes apareçam no canal composto, que modificam os campos de velocidade e de temperatura ao longo do canal. Desta forma, as estruturas acabam desempenhando um papel importante no processo de transferência de calor, já que elevam os Números de Nusselt locais, porém elas  também aumentam o fator de atrito na região. O fator que mais interfere nos valores dos coeficientes de transferência de calor convectivo é o espaçamento da fenda, já que em grandes espaçamentos ocorrem altas velocidades axiais em torno de toda a superfície do tubo interno, elevando os valores desses coeficientes, porém os coeficientes de atrito presente nestes canais também foram maiores. O Critério de Avaliação de Desempenho foi utilizado para avaliar os canais em estudo comparando o processo de transferência de calor e o coeficiente de atrito. Apesar dos canais compostos com grande espaçamento da fenda terem obtido os mais altos valores de atrito, estes canais também obtiveram os maiores valores do neste critério, justificando seu uso devido aos elevados Números de Nusselt médios.

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MEMBROS DA BANCA:
Externo ao Programa - 1837132 - FABIO DALMAZZO SANCHES
Externo à Instituição - JHON NERO VAZ GOULART - UnB
Externo ao Programa - 2654020 - KLEIBER LIMA DE BESSA
Presidente - 1647050 - SANDI ITAMAR SCHAFER DE SOUZA