Avaliação Geométrica da Transferência de Calor por Convecção em Cavidades Dirigidas com uso do Design Construtal
O estudo da transferência de calor e de escoamento de fluidos é uma das principais áreas de aplicação da Enegnharia. O avanço desse conhecimento permite contribuir para o desenvolvimento de equipamentos cada vez mais sofisticados e eficientes como, por exemplo, trocadores de calor que podem ser empregados em usinas elétricas, usinas de processamento químico, refrigeradores domésticos, aquecimento e condicionamento de ar em prédios, radiadores de automóveis, entre outros. Em várias dessas aplicações, trabalhos experimentais visando a oimização de dispositivos podem ser custosos e demorados. Nesse contexto, os estudos de escoamentos em cavidades simulados com auxílio da Fluidodinâmica Computacional têm ganhado atenção entre os pesquisadores. Dentre as metodologias empreadas, o método denominado Busca Exaustiva associado ao Design Construtal em sido aplicado na busca de melhores geometrias para sistemas de escoamentos para diversas finalidades como busca pelo desempenho global máximo minimizando a resistência térmica global. Apesar disso, poucos trabalhos relacionados ao Design Construtal têm sido empregados no estudo de aletas inseridas em cavidades dirigidas. Nesse sentido, este capítulo tem objetivo de revisar alguns dos principais trabalhos relatados na literatura referente ao uso do Design Construtal e a Busca Exaustiva para a otimização geométrica de aletas inseridas em cavidades dirigidas com escoamentos convectivos. Após revisão da literatura, foi constatado um crescente aumento no estudo de cavidades dirigidas em escoamentos com transferência de calor com convecção. Mais precisamente, o uso do Design Construtal tem sido empregado para análise de geometrias cada vez mais diversas. Apesar disso, ainda há várias lacunas que merecem ser investigadas nessa área, como a avaliação de diferentes números de Reynolds, a investigação de um número maior de aletas com diferentes geometrias e a análise numérica de escoamentos com escoamento turbulento.
Avaliação Geométrica da Transferência de Calor por Convecção em Cavidades Dirigidas com uso do Design Construtal
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DOI: 10.22533/at.ed.60822010213
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Palavras-chave: Design construtal, cavidades dirigidas, transferência de calor, fluidodinâmica computacional.
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Keywords: Constructal design, lid-driven cavities, heat transfer, computational fluid dynamics.
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Abstract:
The study of heat transfer and fluid flow is one of the main areas of application in Engineering. The advancement of this knowledge makes it possible to contribute to the development of increasingly sophisticated and efficient equipment, such as heat exchangers that can be used in power plants, chemical processing plants, domestic refrigerators, heating and air conditioning in buildings, radiators of automobiles, among others. In many of these applications, experimental work aimed at optimizing devices can be costly and time-consuming. In this context, studies of flows in simulated cavities with the aid of Computational Fluid Dynamics have gained attention among researchers. Among the methodologies used, Exhaustive Search associated with Construtal Design has been applied in the search for better geometries for flow systems for various purposes such as the search for maximum global performance while minimizing global thermal resistance. Despite this, few works related to Constructive Design have been used in the study of fins inserted in lid-driven cavities. In this sense, this chapter aims to review some of the main works reported in the literature regarding the use of Construtal Design and Exhaustive Search for the geometric optimization of lid-driven cavities subjected to convective flows. After reviewing the literature, a growing increase in the study of directed cavities in flows with convective heat transfer was observed. More precisely, the use of Construtal Design has been used to analyze increasingly diverse geometries. Despite this, there are still several gaps that deserve to be investigated in this area, such as the evaluation of different Reynolds numbers, the investigation of a larger number of fins with different geometries and the numerical analysis of flows with turbulent flow.
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Número de páginas: 14
- Priscila Martta Rodrigues
- Flávia Schwarz Franceschini Zinani
- Cícero Coelho de Escobar
