Investigação experimental e análise numérica da transferência de calor em um dissipador de calor aletado

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Maschietto, Victor Camilo Levartoski
• Orientador(a): Alves, Thiago Antonini
• Banca de defesa: Carvalho, Danilo José, Lima, Luiz Eduardo Melo, Parise, Maria Regina, Alves, Thiago Antonini
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Aparelhos e materiais eletrônicos; Calor - Transmissão; Simulação (Computadores); Otimização matemática; Análise numérica; Electronic apparatus and appliance; Heat - Transmission; Computer simulation; Mathematical optimization; Numerical analysis
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3561

Equipamentos eletroeletrônicos precisam dissipar calor durante o seu funcionamento para que as temperaturas alcançadas sejam mantidas dentro dos limites de operação. Altas temperaturas de operação podem danificar os equipamentos por meio de difusão nos materiais, descolagem de partes ou tensões térmicas. Para evitar estes danos, dissipadores de calor devem ser utilizados, para manter as temperaturas em níveis seguros e aceitáveis. Os mais comumente utilizados são os dissipadores de calor aletados, chamados também apenas de aletas. Estas superfícies estendidas podem ser utilizadas tanto em convecção natural, como também em convecção forçada. Neste contexto, visando analisar a transferência de calor em componentes periféricos de computadores como placas mãe e placas de vídeo, são realizadas simulações numéricas e testes experimentais de transferência de calor em um modelo aproximado destes componentes, através do uso de dissipadores de calor aletados em convecção forçada, promovida pelo uso de um ventilador comercial que também se encontra na biblioteca do software ANSYS/IcepakTM. Isto fornece uma condição de simulação mais realística, fornecendo dados confiáveis para comparações entre a simulação numérica e o teste experimental realizado em bancada. Os resultados obtidos da análise experimental foram comparados com os resultados das simulações numéricas e apresentaram uma concordância satisfatória. O método numérico foi utilizado para estudos de otimização geométrica do dissipador de calor, que apresentou a melhor configuração do conjunto de aletas para cada faixa de escoamento.