Estudo numérico-experimental da transferência de calor conjugada por convecção natural-radiação em um dissipador de calor aletado
In the present undergraduate thesis, both experimental investigation and numerical analysis of combined natural convection heat transfer and thermal radiation, was performed in a rectangular plate-fin. The experimental investigation of this problem was settled at the Laboratory of Thermal Control (L...
| Autor principal: | Pacher, Bruno Alessandro |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16369 |
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riut-1-163692020-11-19T19:54:27Z Estudo numérico-experimental da transferência de calor conjugada por convecção natural-radiação em um dissipador de calor aletado Pacher, Bruno Alessandro Alves, Thiago Antonini Alves, Thiago Antonini Behainne, Jhon Jairo Ramirez Tebchirani, Tárik Linhares Calor - Transmissão Calor - Convecção natural Análise numérica Heat - Transmission Heat - Convection, Natural Numerical analysis CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA In the present undergraduate thesis, both experimental investigation and numerical analysis of combined natural convection heat transfer and thermal radiation, was performed in a rectangular plate-fin. The experimental investigation of this problem was settled at the Laboratory of Thermal Control (LabCT), by means of an experimental setup developed specially for this particular case. A thermographic camera of high performance was also utilized. For the calculation of the experimental uncertainties, the simple sampling technique was adopted. The numerical analysis was done at the Computational Research Laboratory through simulations using ANSYS/FluentTM 14.5 software. The governing equations with their respective boundary conditions were solved numerically by the Control Volume Method, within a single domain through a coupled procedure. All the thermophysical properties of the fluid and solid regions were considered constant and were obtained from the library of the Engineering Equation SolverTM software (ESSTM). In order to validate the procedure, a comparison of the numerical and experimental analysis was performed with success. Finally, a numerical optimization proposal was presented providing an optimum fin height, where it was found a lower value for the thermal resistance and a higher overall thermal conductance value when compared with the original ones. Neste Trabalho de Conclusão de Curso foi realizada uma investigação experimental e uma análise numérica da transferência de calor conjugada por convecção natural radiação térmica em uma aleta plana retangular. A investigação experimental foi realizada no Laboratório de Controle Térmico (LabCT), por meio de um aparato experimental desenvolvido especialmente para este caso e de uma câmera termográfica de alto desempenho. Para o cálculo das incertezas, foi adotada a Técnica de Amostragem Simples. A análise numérica foi executada no Laboratório de Pesquisa Computacional (LPC), através de simulações com o auxílio do software ANSYS/FluentTM14.5.As equações governantes foram resolvidas numericamente pelo Método dos Volumes de Controle, dentro de um domínio único por meio de um procedimento acoplado pressão-velocidade utilizando o algoritmo SIMPLE. Todas as propriedades termofísicas foram consideradas constantes, obtidas da biblioteca do software Engineering Equation SolverTM (EESTM). A comparação numérico experimental dos resultados apresentou uma ótima concordância validando assim os procedimentos utilizados. Finalmente, uma proposta de otimização numérica de uma altura foi realizada considerando o menor valor para resistência térmica (ou maior condutância térmica global) quando comparado com os originais. 2020-11-19T19:54:27Z 2020-11-19T19:54:27Z 2014-08-04 bachelorThesis PACHER, Bruno Alessandro. Estudo numérico-experimental da transferência de calor conjugada por convecção natural-radiação em um dissipador de calor aletado. 2014. 101 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2014. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16369 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Departamento Acadêmico de Mecânica Engenharia Mecânica UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Calor - Transmissão Calor - Convecção natural Análise numérica Heat - Transmission Heat - Convection, Natural Numerical analysis CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
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Calor - Transmissão Calor - Convecção natural Análise numérica Heat - Transmission Heat - Convection, Natural Numerical analysis CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA Pacher, Bruno Alessandro Estudo numérico-experimental da transferência de calor conjugada por convecção natural-radiação em um dissipador de calor aletado |
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In the present undergraduate thesis, both experimental investigation and numerical analysis of combined natural convection heat transfer and thermal radiation, was performed in a rectangular plate-fin. The experimental investigation of this problem was settled at the Laboratory of Thermal Control (LabCT), by means of an experimental setup developed specially for this particular case. A thermographic camera of high performance was also utilized. For the calculation of the experimental uncertainties, the simple sampling technique was adopted. The numerical analysis was done at the Computational Research Laboratory through simulations using ANSYS/FluentTM 14.5 software. The governing equations with their respective boundary conditions were solved numerically by the Control Volume Method, within a single domain through a coupled procedure. All the thermophysical properties of the fluid and solid regions were considered constant and were obtained from the library of the Engineering Equation SolverTM software (ESSTM). In order to validate the procedure, a comparison of the numerical and experimental analysis was performed with success. Finally, a numerical optimization proposal was presented providing an optimum fin height, where it was found a lower value for the thermal resistance and a higher overall thermal conductance value when compared with the original ones. |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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2020 |
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PACHER, Bruno Alessandro. Estudo numérico-experimental da transferência de calor conjugada por convecção natural-radiação em um dissipador de calor aletado. 2014. 101 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2014. |
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