Exportação concluída — 

Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: El Halal, Youssef Bandeira
Orientador(a): Santos, Elizaldo Domingues dos, Teixeira, Filipe Branco
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Escoamento turbulento
Micro Canal
Design Construtal
CFD
Turbulent Flow
Microchannel
Link de acesso: https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12979
Resumo: Dissertação (Mestrado)
id FURG_b89c8435025ae332a4bd396b0aba440d
oai_identifier_str oai:repositorio.furg.br:123456789/12979
network_acronym_str FURG
network_name_str Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
repository_id_str
spelling El Halal, Youssef BandeiraSantos, Elizaldo Domingues dosTeixeira, Filipe Branco2025-06-04T18:29:51Z2025-06-04T18:29:51Z2023EL HALAL, Youssef Bandeira. Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal. 2023. 72f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2023.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12979Dissertação (Mestrado)O presente trabalho consiste na avaliação numérica de um escoamento turbulento, permanente, bidimensional, incompressível e com convecção forçada ao longo de um micro canal com paredes com corrugações em formato trapezoidal. A geometria do domínio é avaliada com o método Design Construtal. São aplicadas duas restrições, a área do micro canal e a área do trapézio da corrugação a montante do canal. A partir disso, são avaliados dois graus de liberdade: a razão entre a base menor e a base maior do trapézio da corrugação a montante do canal (LA2/LA1) e a razão entre a altura do trapézio e sua base maior (H1/LA1). Todos os casos são simulados para escoamentos convectivos com números de Reynolds e Prandtl iguais a ReD = 22.000 e Pr = 0,71. As equações temporais médias de conservação de massa, quantidade de movimento e energia são resolvidas através do Método dos Volumes Finitos implementado no software Ansys Fluent com modelo de turbulência RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) e fechamento da turbulência utilizando o modelo kω - SST (Shear Stress Transport). O estudo tem por objetivo avaliar o efeito da geometria das corrugações sobre a taxa de transferência de calor e a perda de carga através do micro canal. Através do estudo foi possível encontrar a razão H1/LA1 a qual gera uma melhora de 26,2% na taxa de transferência de calor quando comparado ao pior caso para uma mesma razão LA2/LA1. Além disso, os resultados indicaram que, as maiores inserções da corrugação trapezoildal inferior conduziram a um melhor desempenho térmico do trocador, enquanto a corrugação superior possui pouca contribuição para a troca térmica. Do ponto de vista fluidodinâmico, as menores inserções na direção normal ao escoamento conduziram a menores perdas de carga, como intuitivamente esperado.The present work consists of the numerical evaluation of a turbulent, permanent, two-dimensional, incompressible flow with forced convection along a micro channel with corrugated walls in a trapezoidal shape. The domain geometry is evaluated with the Design Construtal method. Two constraints are applied, the microchannel area and the trapeze area of the corrugation upstream of the channel. From this, two degrees of freedom are evaluated: the ratio between the minor base and the major base of the trapezium of the corrugation upstream of the channel (LA2/LA1) and the ratio between the height of the trapezoid and its major base (H1/LA1). All cases are simulated for convective flows with Reynolds and Prandtl numbers equal to ReD = 22,000 and Pr = 0.71. The average time conservation equations for mass, momentum and energy are solved using the Finite Volume Method implemented in the Ansys Fluent software with a RANS turbulence model (Reynolds Averaged Navier-Stokes) and turbulence closure using the kω - SST (Shear Stress Transport) model. The study aims to evaluate the effect of corrugation geometry on the heat transfer rate and head loss through the microchannel. Through the study it was possible to find the H1/LA1 ratio which generates an improvement of 26.2% in the heat transfer rate when compared to the worst case for the same LA2/LA1 ratio. Furthermore, the results indicated that the greater insertions of the lower trapezoidal corrugation led to a better thermal performance of the exchanger, while the upper cor- rugation has little contribution to the thermal exchange. From the fluid dynamic point of view, smaller insertions in the direction normal to the flow led to smaller head losses, as intuitively expected.porEscoamento turbulentoMicro CanalDesign ConstrutalCFDTurbulent FlowMicrochannelAnálise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)instacron:FURGORIGINALyouseff.pdfyouseff.pdfDissertação (Mestrado)application/pdf11033667https://repositorio.furg.br/bitstreams/07ff66c4-0bb6-4a73-9525-3145e70013b5/downloadb437717bc170023ab506fc70ded9e840MD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.furg.br/bitstreams/b474d497-7d78-4887-a0af-9f271a82abc8/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52falseAnonymousREADTEXTyouseff.pdf.txtyouseff.pdf.txtExtracted texttext/plain89211https://repositorio.furg.br/bitstreams/fd86152d-2efe-44d0-be89-e58e749d1193/download3c6fbd5d47705b6344111372d38f410bMD53falseAnonymousREADTHUMBNAILyouseff.pdf.jpgyouseff.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3509https://repositorio.furg.br/bitstreams/7e315033-9931-4320-9e69-2e87631c4a34/downloadbdb9e4afc97b994950fc022a2e35d1e6MD54falseAnonymousREAD123456789/129792025-12-10 01:26:12.095open.accessoai:repositorio.furg.br:123456789/12979https://repositorio.furg.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.furg.br/oai/request || http://200.19.254.174/oai/requestrepositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.bropendoar:2025-12-10T04:26:12Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)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
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal
title Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal
spellingShingle Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal
El Halal, Youssef Bandeira
Escoamento turbulento
Micro Canal
Design Construtal
CFD
Turbulent Flow
Microchannel
title_short Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal
title_full Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal
title_fullStr Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal
title_full_unstemmed Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal
title_sort Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal
author El Halal, Youssef Bandeira
author_facet El Halal, Youssef Bandeira
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv El Halal, Youssef Bandeira
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Santos, Elizaldo Domingues dos
Teixeira, Filipe Branco
contributor_str_mv Santos, Elizaldo Domingues dos
Teixeira, Filipe Branco
dc.subject.por.fl_str_mv Escoamento turbulento
Micro Canal
Design Construtal
CFD
Turbulent Flow
Microchannel
topic Escoamento turbulento
Micro Canal
Design Construtal
CFD
Turbulent Flow
Microchannel
description Dissertação (Mestrado)
publishDate 2023
dc.date.issued.fl_str_mv 2023
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2025-06-04T18:29:51Z
dc.date.available.fl_str_mv 2025-06-04T18:29:51Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv EL HALAL, Youssef Bandeira. Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal. 2023. 72f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2023.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12979
identifier_str_mv EL HALAL, Youssef Bandeira. Análise geométrica e numérica da transferência de calor por convecção forçada de escoamentos turbulentos em um trocador de calor de micro canal. 2023. 72f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2023.
url https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12979
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)
instacron:FURG
instname_str Universidade Federal do Rio Grande (FURG)
instacron_str FURG
institution FURG
reponame_str Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
collection Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.furg.br/bitstreams/07ff66c4-0bb6-4a73-9525-3145e70013b5/download
https://repositorio.furg.br/bitstreams/b474d497-7d78-4887-a0af-9f271a82abc8/download
https://repositorio.furg.br/bitstreams/fd86152d-2efe-44d0-be89-e58e749d1193/download
https://repositorio.furg.br/bitstreams/7e315033-9931-4320-9e69-2e87631c4a34/download
bitstream.checksum.fl_str_mv b437717bc170023ab506fc70ded9e840
8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
3c6fbd5d47705b6344111372d38f410b
bdb9e4afc97b994950fc022a2e35d1e6
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.br
_version_ 1856849707293212672

Registros relacionados