Transferência de calor em aletas porosas por métodos analíticos e numéricos em problemas não lineares

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Quirino, Jonatas Motta
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• Palavras-chave em Português: Mechanical engineering; Heat; Heat exchangers; Simulation methods; Engenharia mecânica; Calor; Permutadores térmicos; Métodos de simulação; ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18524

A análise de problemas de dissipação de calor que envolvem aletas, tipicamente são expressos em situações de dissipação térmica, a qual é incrementada pela superfície estendida. Muitos modelos de problemas como desse tipo já foram desenvolvidos, onde cada modelo parte de pressuposições, simplificações ou aproximações que permitam ou colaborem com a solução do problema. Nesse sentido, este trabalho busca uma nova abordagem ao problema, propondo uma perspectiva analítica e outra numérica em uma modelagem que contemple fatores e fenômenos desconsiderados pela literatura específica para uma aplicação onde haja a dissipação de calor a partir de uma superfície primária, em que está ligada uma aleta porosa. A porosidade da aleta deixa a situação mais sofisticada, e essa análise em muitos estudos não é realizada adequadamente, pois os poros internos da aleta permitem que a superfície de troca de calor seja maximizada. Aliada a isso, será implementado um modelo não linear, pois a troca de calor por radiação térmica, bem como a convecção térmica serão avaliados, o que torna a equação que rege o problema como um modelo não linear. Para a modelagem a equação se baseia no método de Darcy para meios porosos, em que simulações numéricas buscam a solução de uma sequência de problemas lineares, onde cada elemento dessa sequência possui um princípio mínimo equivalente, que tem como limite a solução do problema original. À equação não linear que governa o problema é aplicado o método de Diferenças Finitas e, assim, é estudada a sequência de problemas lineares proposta e sua convergência. É investigada, por fim, a influência do parâmetros físico de radiação e como ela traz o modelo mais próximo de situações reais.