Simulação numérica de nanofluidos escoando no interior de dutos retos / Numerical simulation of nanofluids flowing through a straight pipe
AUTOR(ES)
Joseph Edher Ramirez Chaupis
FONTE
IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia
DATA DE PUBLICAÇÃO
01/09/2011
RESUMO
Esta dissertação teve como objetivo evidenciar a intensificação do coeficiente de transferência de calor por convecção de um escoamento utilizando nanofluidos. Para isto, o nanofluido foi simulado numericamente escoando dentro de uma tubulação horizontal reta, tanto em regime laminar como em regime turbulento, e submetida a uma condição de contorno de fluxo de calor constante através da parede, sob a hipótese que o nanofluido possui características de fluido monofásico com propriedades modificadas. Sabendo-se que as propriedades dos nanofluidos são função das propriedades das nanopartículas e do fluido base, foi utilizada uma variedade de combinações desses componentes a fim de mostrar uma tendência sobre o uso de nanopartículas e fluidos base de diferentes naturezas. Desse modo, foram utilizadas nanopartículas metálicas (prata, cobre e ferro) e de óxidos metálicos (alumina e óxido de cobre) dispersas em água deionizada, etileno glicol e poli-alfa-oleofin. As propriedades dos nanofluidos foram calculadas mediante modelos teóricos conservadores para a condutividade térmica e viscosidade, e aplicando a regra das misturas para a massa específica e o calor específico, com base nas propriedades dos componentes encontradas na literatura. Com as propriedades calculadas, cada nanofluido foi simulado com uso do software ANSYS às condições hidrodinâmicas e térmicas estabelecidas para obter os campos de velocidade, temperatura e pressão correspondentes. Finalmente, os resultados das simulações foram processados para visualizar o comportamento do coeficiente de transferência de calor. Sob as hipóteses definidas, as maiores intensificações na transferência de calor por convecção foram as dos nanofluidos com nanopartículas de óxidos metálicos com relação aos de nanopartículas metálicas.
ASSUNTO(S)
nanofluidos simulação numérica transferência de calor condutividade térmica engenharia eletrica calor - transmissão condutividade térmica nanofluids numerical simulation heat transfer thermal conductivity