[en] HEAT TRANSFER IN TURBULENT SWIRL FLOW THROUGH RECTANGULAR DUCTS - ANTONIO CARLOS RIBEIRO NOGUEIRA (2015)
[pt] O presente trabalho investigou numericamente e experimentalmente as características de transferência de calor e queda de pressão de um escoamento espiralado, turbulento, de caindo através de um duto retangular de elevada razão de aspecto. A condição de escoamento espiralado na estrada do duto foi obtida por meio de tubos paralelos contendo fitas torcidas de modo a produzir vórtices girando em sentidos opostos, dois a dois. Coeficientes de transferência de calor locais e médios foram determinados através da utilização da técnica de sublimação de naftaleno em conjunto com a anologia entre processos de transferência de calor e massa. Os valores locais foram medidos sobre toda a superfície ativa do duto, com o auxílio de uma mesa de coordenadas controlada por microcomputador. Resultados para os coeficientes transferência de calor e da queda de pressão foram obtidas para três valores do número de Reynolds do duto e para três valores da intensidade do escoamento espiralado, dados pela utilização de fitas torcidas com diferentes relações de passo/diâmetro. Para posições axiais próximas da entrada do duto, os resultados revelaram altas taxas de aumento na transferência de calor, relativamente ao caso base, representado por escoamento turbulento sem a imposição do escoamento espiralado. Os resultados para a queda de pressão demonstraram que a presença da componente tangencial da velocidade do escoamento espiralado imposto reduziu os efeitos de recuperação de pressão existentes na região de entrada de dutos com entrada abrupta. Foi também verificado que o comprimento de desenvolvimento hidrodinâmico do escoamento aumenta com a intensidade do escoamento espiralado. As equações de conservação de massa , movimento linear e energia, incorporadndo o modelo de turbulência K – E foram resolvidas numericamente para a configuração em estudo. Os resultados numéricos apresentaram boa concordância com os experimentos, permitindo a