Escoamento e transferência de calor por convecção forçada num tubo de um radiador de um automóvel: uso de soluções de etilenoglicol - Delgado, Pedro Filipe Alves (2018)
Nesta dissertação foi realizada uma análise do escoamento e transferência de calor por convecção forçada num tubo achatado de um radiador de um automóvel. Foram utilizados três fluidos: Água, Mistura (50% Água e 50% Etilenoglicol) e Etilenoglicol. Nas simulações computacionais, considerou-se a temperatura dos fluidos na entrada do tubo de 363,15 K (90ºC), dado ser a temperatura normal de funcionamento do fluido refrigerante num radiador de um automóvel. As propriedades dos fluidos são consideradas independentes da temperatura. O estudo baseia-se em dois casos distintos, no primeiro impuseram-se escoamentos com números de Reynolds (Re) de 250 e 2000 na entrada do tubo, sendo as velocidades dos fluidos definidas através do número de Reynolds e das propriedades de cada fluido. No outro caso fixamos as velocidades na entrada do tubo em 0,04203 m/s e 0,33625 m/s, para cada fluido. Estas velocidades correspondem às velocidades usadas para a Água com Re = 250 e 2000. Os resultados numéricos foram obtidos no software Ansys Fluent e foram validados através da comparação do coeficiente de atrito (Cf) e do número de Nusselt (Nu) para o tubo achatado com resultados existentes na literatura. Os resultados obtidos através das simulações computacionais mostram a variação da temperatura do fluido, do coeficiente de transferência de calor por convecção forçada (h), do fluxo de calor (q) e do número de Nusselt ao longo do tubo, para as condições estudadas. Foram também determinados os valores médios de algumas características associadas ao escoamento dos fluidos tais como o coeficiente de atrito, o número de Nusselt, o coeficiente de transferência de calor por convecção, a queda de pressão (Δp), o número de Prandtl (Pr) e a potência hidráulica (P). Foi ainda investigado o efeito da geometria do tubo (cilíndrico e achatado) na transferência de calor em tubos com o mesmo comprimento e diâmetro hidráulico, a fim de verificar qual das geometrias é mais eficiente no processo de transferência de calor.