Emprego da simulação numérica na determinação do espaçamento ótimo entre aletas, dispostas em um tubo, submetido a transferência de calor por convecção natural.

dc.contributor.advisorSouza, Sandi Itamar Schafer de
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-6737-1063pt_BR
dc.contributor.authorAlmeida, Samuel Dantas de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-4566-5781pt_BR
dc.contributor.referees1Ferreira, Evans Paiva da Costa
dc.contributor.referees2Bessa, Kleiber Lima de
dc.date.accessioned2024-08-20T12:03:28Z
dc.date.available2024-08-20T12:03:28Z
dc.date.issued2024-08-14
dc.description.abstractThe use of fins in heat exchangers is applied aiming at increasing efficiency in the heat transfer process. This work studies the optimal spacing in convective heat transfer on fins arranged on a tube, using two classical geometries, circular fins, and square fins. The results obtained with the use of empirical correlations proposed in the literature were compared with the results obtained with numerical simulation. The governing equations, Navier-Stokes Equations, Energy, and Mass Conservation, were approximated using the Finite Volume Method, which is implemented in the commercial software ANSYS CFX 2023R1 ©. In numerical simulations, square and circular fins were analyzed by modifying the spacing and dimensions of the fins, subjected to natural convection. Three sizes were considered for the two fin geometries, and seven spacings between them were considered. This work presents the values of heat transfer rates as a function of spacing, the ratio between fin and base tube diameters, and the ratio of fin height to tube diameter. It also shows: the Nusselt number, the behavior of the convective coefficient, and the temperature and velocity fields for the simulated cases. The results indicate that the optimal spacing is of the order of 6 mm and that the discrepancies between the numerical and theoretical studies were within the range of 13% and 16%pt_BR
dc.description.resumoA utilização de aletas em trocadores de calor é empregada visando o aumento da eficiência no processo de transferência de calor. Este trabalho estuda o espaçamento ótimo na transferência convectiva em aletas dispostas em um tubo, utilizando duas geometrias clássicas, as aletas circulares e as aletas quadrada. Comparou-se os resultados obtidos com o emprego de correlações empíricas, propostas na literatura, com os resultados obtidos com a simulação numérica. As equações governantes, Equações de Navier Stokes, Energia e Conservação de Massa, foram aproximadas utilizando a técnica dos Volumes Finitos, que está implementada no software comercial ANSYS CFX 2023R1©. Nas simulações numéricas as aletas quadradas e circulares foram analisadas, modificando o espaçamento e as dimensões das aletas, submetidas a convecção natural. Foram consideradas três tamanhos para as duas geometrias de aletas, e sete espaçamentos entre elas. Neste trabalho apresenta-se os valores das taxas de transferência de calor em função do espaçamento, da relação entre os diâmetros da aleta e tubo base, e da relação altura da aleta e do diâmetro do tubo. Mostra-se também: o número Nusselt, o comportamento do coeficiente convectivo, os campos de temperatura e velocidade para os casos simulados. Os resultados apontam que o espaçamento ótimo é da ordem de 6 mm e que as divergências entre o estudo numérico e teórico ficaram na faixa de 13% e 16%pt_BR
dc.description.sponsorshipFineppt_BR
dc.identifier.citationALMEIDA, Samuel Dantas de. Emprego da simulação numérica na determinação do espaçamento ótimo entre aletas, dispostas em um tubo, submetido a transferência de calor por convecção natural. 2024. 22 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/59412
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Engenharia Mecânicapt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programEngenharia Mecânicapt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectConvecção naturalpt_BR
dc.subjectAletaspt_BR
dc.subjectSimulação numéricapt_BR
dc.subjectEspaçamento ótimopt_BR
dc.subjectTaxas de transferência de calorpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
dc.titleEmprego da simulação numérica na determinação do espaçamento ótimo entre aletas, dispostas em um tubo, submetido a transferência de calor por convecção natural.pt_BR
dc.title.alternativeUse of numerical simulation in determining the optimal spacing between fins arranged on a tube, subjected to heat transfer by natural convectionpt_BR
dc.typebachelorThesispt_BR

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