Estudo numérico e experimental da transferência de calor por convecção natural a partir de superfícies horizontais e inclinadas contendo ondulações superficiais

Resumo

Esse projeto de pesquisa consiste na análise numérica e experimental da transferência de calor por convecção natural a partir de superfícies aquecidas contendo ondulações superficiais. As ondulações superficiais consideradas nesse estudo podem ser quadradas, retangulares, triangulares ou senoidais, tendo o efeito de aumentar a taxa de transferência de calor de uma superfície aquecida para um fluido adjacente. O objetivo principal desse projeto consiste na determinação do aumento da taxa de transferência de calor por convecção natural para o ar ambiente a partir superfícies aquecidas horizontais e inclinadas com ondulações superficiais somente em um dos lados da superfície e em ambos os lados da superfície com relação a mesma superfície aquecida considerada lisa, sem ondulações superficiais. Serão analisados os efeitos do tipo de ondulação superficial, variação da altura das ondulações superficiais e do número de Rayleigh. Esses problemas serão resolvidos numericamente utilizando o modelo de turbulência k-epsilon com o auxílio do software comercial ANSYS FLUENT©. Os resultados experimentais serão obtidos de maneira mais restrita, com modelos experimentais sendo fabricados de alumínio sólido com ondulações superficiais triangulares de altura constante e um conjunto de termopares montados no interior do sólido para permitir a determinação da sua temperatura utilizando o método da capacidade concentrada. De acordo com os resultados obtidos, poderão ser feitas recomendações tais como a localização, altura e forma das ondulações superficiais que fornecem a maior melhoria na taxa de transferência de calor por convecção natural a partir de uma superfície aquecida.