Convection heat transfer coefficient estimation in ducts using the reciprocity functional method

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Tougri, Inoussa
• Orientador(a): Colaço, Marcelo José
• Banca de defesa: Leiroz, Albino José Kalab, Orlande, Helcio Rangel Barreto, Cruz, Manuel Ernani de Carvalho, Roberty, Nilson Costa, Matt, Carlos Frederico Trotta
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio de Janeiro
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• Departamento: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Problema inverso; Transferência de calor
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11422/12147

Neste trabalho apresenta-se uma abordagem original de problema inverso baseado no Método do Funcional de Reciprocidade, acoplado à Técnica da Transformada Integral Clássica. A abordagem totalmente analítica é aplicada a um problema inverso tridimensional para estimar a distribuição interna do coeficiente de transferência de calor em dutos usando medições de temperatura na superfície externa do duto. A metodologia permite o uso de medições de temperatura de parede externa tanto em regime permanente quanto em transiente como dado de entrada. Para estimar o coeficiente de transferência de calor em um duto na abordagem aqui apresentada, são necessários dois problemas auxiliares: o primeiro está relacionado com a estimativa do fluxo de calor e o segundo com a estimativa da temperatura interna da parede. O coeficiente de transferência de calor por convecção é então calculado, uma vez que o fluxo de calor e a temperatura da parede interna são conhecidos. Tal metodologia inovadora evita a solução de sistemas lineares, reduzindo os custos computacionais que são consideráveis quando as abordagens tradicionais são aplicadas a problemas tridimensionais. O procedimento proposto é inicialmente verificado usando dados sintéticos de temperatura e depois validado usando medições reais de temperatura adquiridas por uma câmera infravermelha. Os resultados evidenciam que a metodologia é capaz de recuperar as funções desconhecidas em um tempo computacional baixo e com uma boa precisão, mesmo quando medidas de temperatura com ruídos são utilizadas.