CONSTRUCTAL DESIGN DE CANAIS COM SECÇÃO TRANSVERSAL EM FORMA DE "T" EM ESCOAMENTOS LAMINARES COM CONVECÇÃO FORÇADA
Martim Pereyra1; Gabriel Barros1; Maicon Almeida1; Rafael Lempek1; Luiz Rocha2; Liércio Isoldi1; Elizaldo dos Santos1
1 Universidade Federal do Rio Grande; 2 Universidade Federal do Rio Grande do Sul
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0539
Resumo
No presente trabalho é avaliada numericamente a influência da geometria de canais com secção transversal em forma de T sobre a taxa de transferência de calor entre o escoamento e as superfícies do canal. A geometria do canal em forma de T é variada de acordo com o Constructal Design. A área da secção transversal do canal é mantida constante e a sua geometria é submetida a três graus de liberdade: H1/L0 (razão entre a altura do ramo secundário e a largura do ramo principal), H0/L1 (razão entre a altura do ramo principal e a largura do ramo secundário) e H0/L0 (razão entre a altura do ramo principal e a largura do ramo principal). O principal objetivo é maximizar a taxa de transferência de calor por convecção forçada entre o escoamento que está a uma temperatura inferior a da superfície do canal. Para todos os casos é considerado um escoamento laminar, incompressível, permanente, com transferência de calor por convecção forçada a ReL = 100 e Pr = 0.71, onde L representa a raiz da área da secção transversal em forma de T. As equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia são resolvidas com o Método de Volumes Finitos (MVF). A melhor geometria conduziu a um desempenho 22,5% superior do que a pior geometria avaliada. Também foi observado que a razão H0/L1 possui uma maior sensibilidade nas taxas de transferência de calor, enquanto que a razão H1/L0 foi quase insensível para os casos estudados.
Palavras-chave: Constructal design; Convecção Forçada; Canais em forma de T; Estudo Numérico