Tese: Transferência de Calor para Escoamento Espiralado Turbulento em Dutos Retangulares
Aluno(a) : Antonio Carlos Ribeiro NogueiraOrientador(a): Luis Fernando Azevedo e Angela Nieckele
Área de Concentração: Termociências
Data: 29/11/1991
Link para tese/dissertação: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=24953@1
Resumo: O presente trabalho investigou numericamente e experimentalmente as características de transferência de calor e queda de pressío de um escoamento espiralado, turbulento, decaindo através de um duto retangular de elevada razío de aspecto. A condição de escoamento espiralado na entrada do duto foi obtida por meio de tubos paralelos contendo fitas torcidas de modo a produzir vórtices girando em sentidos opostos, dois a dois. Coeficientes de transferência de calor locais e médios foram determinados através da utilização da técnica de sublimação de naftaleno em conjunto com a analogia entre os processos de transferência de calor e massa. Os valores locais foram medidos sobre toda a superfície ativa do duto, com o auxílio de uma mesa de coordenadas controlada por microcomputador. Resultados para os coeficientes de transferência de calor e da queda de pressío foram obtidos para três valores de números de Reynolds do duto e para três valores da intensidade do escoamento espiralado, dados pela utilização de fitas torcidas com diferentes relações de passa/diâmetro. Para posições axiais próximas da entrada do duto, os resultados revelaram altas taxas de aumento na transferência de calor, relativamente ao caso base, representado por escoamento turbulento sem a imposição do escoamento espiralado. Os resultados para a queda de pressío demonstraram que a presença do componente tangencial de velocidade do escoamento espiralado imposto reduziu os efeitos de recuperação de pressío existentes na regiío de entrada de dutos com entrada abrupta. Foi também verificado que o comprimento de desenvolvimento hidrodinâmico do escoamento aumenta com a intensidade do escoamento espiralado. As equações de conservação de massa, movimento linear e energia, incorporando o modelo de turbul6encia k-e foram resolvidas numericamente para a configuração em estudo. Os resultados numéricos apresentaram boa concordância com os experimentos, permitindo a obtenção dos campos de velocidade, temperatura e pressío, os quais complementaram o estudo experimental.