Transferência de calor por convecção natural a partir de duas placas planas horizontais delgadas isotérmicas espaçadas verticalmente com uma na horizontal e a outra inclinada

Resumo

Será realizado um estudo numérico da transferência de calor por convecção natural a partir de duas placas isotérmicas delgadas horizontais de mesma largura alinhadas verticalmente. A distância vertical entre as duas placas é relativamente pequena de tal forma que existe uma interação entre os escoamentos em torno das duas placas que afeta as taxas de transferência de calor a partir das placas. Uma das placas é mantida na horizontal e a outra é inclinada com relação a horizontal. Serão considerados o caso onde a placa inferior é horizontal e a placa superior é inclinada e o caso onde a placa inferior é inclinada e a placa superior é horizontal. Serão estudados os efeitos da distância vertical adimensional entre as placas e do ângulo de inclinação da placa inclinada com relação a horizontal nas taxas médias de transferência de calor a partir das superfícies individuais de cada placa e também nas taxas média de transferência de calor a partir da superfície total de cada placa. Será assumido que o escoamento médio é estacionário. As condições consideradas incluem aquelas nas quais pode-se desenvolver turbulência e para isso será utilizado o modelo de turbulência padrão em todos os casos incluindo efeitos das forças de empuxo para a obtenção das soluções. As taxas médias de transferência de calor serão expressas em termos de um número de Nusselt médio, sendo dependente do número de Rayleigh, do ângulo de inclinação da placa inclinada, se a placa superior ou a placa inferior está inclinada, da distância vertical adimensional entre as placas e do número de Prandtl. Resultados serão obtidos somente para número de Prandtl igual a 0,74, isto é, o valor para o ar nas condições ambientais. Será obtida a variação do número de Nusselt médio em função do número de Rayleigh para avaliar o efeito do ângulo de inclinação de cada uma das placas e da distância vertical adimensional entre as placas para o caso onde a placa superior está inclinada e para o caso onde a placa inferior está inclinada. (AU)