Intensificação da transferência de calor em trocadores de calor compactos com aletas onduladas assimétricas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Mattoso, Paulo Jorge Gonçalves da Silva [UNESP]
• Orientador(a): Salviano, Leandro Oliveira [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Aleta ondulada assimétrica; Simulação numérica; Intensificação da transferência de calor; Trocador de calor compacto; Técnicas passivas
• Palavras-chave em Inglês: Asymmetric wavy fin; Numerical simulation; Heat transfer enhancement; Compact heat exchangers; Passive techniques
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/238430

Devido ao elevado crescimento industrial, aumentou-se a necessidade do desenvolvimento de equipamentos mais eficientes, dos quais os trocadores de calor se destacam. Por causa da alta demanda desses dispositivos, é evidente a necessidade de contínuos estudos que avaliem oportunidades tecnológicas para aumentar o desempenho termo-hidráulico dos trocadores de calor, portanto, o presente trabalho avalia a intensificação da transferência de calor em um trocador de calor compacto com a combinação de técnicas passivas, a partir de aletas onduladas assimétricas aplicado a sistemas de refrigeração e climatização de ambientes. Será considerado para a abordagem computacional um modelo tridimensional, escoamento incompressível, regime estacionário e turbulento. O trocador de calor compacto terá a inserção de tubos, variando sua configuração entre tubos circulares, elípticos e mistos, seguindo um arranjo desalinhado. A perda de carga é avaliada pelo fator de atrito (f) e a transferência de calor pelo fator de Colburn (j). A comparação dos modelos assimétricos foi feita em relação a um trocador de calor com aletas onduladas simétricas. Os resultados mostraram um aumento de 3,71% do fator de Colburn no modelo com razão assimétrica < 1 para 〖Re〗_((L/H) ) = 264. O modelo com razão assimétrica > 1 apresentou uma redução no fator de Colburn (j) de 1,72%, uma diminuição no fator de atrito (f) de 9,10% e consequentemente um aumento no desempenho termo-hidráulico de 8,12%, para 〖Re〗_((L/H) )=132. No geral, as razões assimétricas tem um maior impacto na queda de pressão do que na transferência de calor, no qual o modelo R_L=1,2 permite um melhor custo-benefício para a indústria devido a seu bom desempenho termo-hidráulico em relação ao modelo padrão.